DE112015006086T5

DE112015006086T5 - Bildverarbeitungsvorrichtung, Bildanzeigevorrichtung und Bildverarbeitungsverfahren

Info

Publication number: DE112015006086T5
Application number: DE112015006086.3T
Authority: DE
Inventors: Hidetsugu Suginohara; Hirotaka Sakamoto
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-01-30
Filing date: 2015-12-09
Publication date: 2017-12-14
Anticipated expiration: 2035-12-10
Also published as: CN107211119A; JP6395870B2; US10616569B2; DE112015006086B4; US20180352216A1; JPWO2016121233A1; WO2016121233A1; CN107211119B

Abstract

Eine Bildverarbeitungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung enthält: Eine Eingangseinheit, die mehrere verschiedene Eingangsbilder empfängt; einen Generator für eine anfängliche Lösung, der anhand der mehreren verschiedenen Eingangsbilder interne Daten eines oder mehrerer Schirmbilder eines geschichteten Bilds als eine anfängliche Lösung erzeugt, wobei das geschichtete Bild mehrere Schirmbilder enthält, die aus dem einen oder den mehreren Schirmbildern und einem Endbild bestehen; einen Generator für ein geschichtetes Bild, der interne Daten der jeweiligen Schirmbilder anhand der anfänglichen Lösung und einer Begrenzungsbedingung erzeugt; und eine Steuervorrichtung für einen iterativen Prozess, die bewirkt, dass der Generator für ein geschichtetes Bild iterativ neue interne Daten der jeweiligen Schirmbilder anhand der anfänglichen Lösung erzeugt, bis die internen Daten der jeweiligen von dem Generator für ein geschichtetes Bild erzeugten Schirmbilder einer Prozessbeendigungsbedingung genügen, und wenn der Prozessbeendigungsbedingung genügt ist, interne Daten der jeweiligen Schirmbilder, die durch den Generator für ein geschichtetes Bild endgültig erzeugt wurden, als das geschichtete Bild ausgibt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bildverarbeitungsvorrichtung und ein Bildverarbeitungsverfahren zum Bereitstellen einer Anzeige eines dreidimensionalen (3D) Bilds und eines Mehrfachbilds.
Stand der Technik
Bildanzeigevorrichtungen, die in der Lage sind, ein 3D-Bild anzuzeigen, enthalten beispielsweise ein Flüssigkristall-Blendensystem, ein Polarisationssystem und andere Systeme. Das Flüssigkristall-Blendensystem zeigt Bilder für das linke Auge und das rechte Auge mit binokularer Parallaxe auf einer Flachschirm-Anzeigevorrichtung oder dergleichen in einer Zeitmultiplexweise an. Ein Betrachter betrachtet ein 3D-Bild, während er eine Flüssigkristall-Blendenbrille trägt, die in Verbindung mit den angezeigten Bildern in einer Zeitmultiplexweise arbeitet. Das Flüssigkristall-Blendensystem wird auch als ein Vollbild-Folgesystem bezeichnet. Das Polarisationssystem zeigt ein Bild für das linke Auge unter Verwendung von in einer ersten Richtung polarisiertem Licht und ein Bild für das rechte Auge unter Verwendung von in einer zweiten Richtung, die von der ersten Richtung verschieden ist, polarisiertem Licht an, wobei die Bilder eine binokulare Parallaxe haben. Ein Betrachter betrachtet ein 3D-Bild, während er eine Polarisationsbrille trägt, die Licht für das linke Auge und Licht für das rechte Auge durchlässt, wobei dieses eine voneinander verschiedene Polarisationsrichtung hat. In beiden Systemen betrachtet der Betrachter Bilder mit binokularer Parallaxe durch das linke und das rechte Auge des Benutzers, und er kann aufgrund der binokularen Parallaxe eine stereoskopische Wahrnehmung haben.
Ein Parallaxe-Sperrsystem, ein linsenförmiges Linsensystem und andere ähnliche Systeme sind 3D-Bildanzeigevorrichtungen, die Betrachtern ermöglichen, 3D-Bilder mit dem bloßen Auge ohne das Tragen besonderer Brillen zu betrachten. Das Parallaxe-Sperrsystem ist mit einer Parallaxesperre vor einer Flachschirmanzeigevorrichtung oder dergleichen versehen, um die Pixel der Anzeige in Pixel, die durch ein linkes Auges sichtbar sind, und Pixel, die durch ein rechtes Auge sichtbar sind, zu trennen, und kann hierdurch binokulare Parallaxebilder für das linke und das rechte Auge bereitstellen. In gleicher Weise ist das linsenförmige Linsensystem mit einer linsenförmigen Linse vor einer Flachschirm-Anzeigevorrichtung oder dergleichen versehen, und es kann hierdurch binokulare Parallaxebilder für das linke und das rechte Auge darstellen. Die Parallaxesperre und die linsenförmige Linse werden als optische Parallaxeelemente bezeichnet.
Als eine 3D-Bildanzeigevorrichtung, die das Betrachten eines 3D-Bilds mit dem bloßen Auge ermöglicht, wurde eine 3D-Bildanzeigevorrichtung, die einen Stapel von Schirmen verwendet, vorgeschlagen. Das Nichtpatentdokument 1 offenbart ein Verfahren zum Verwenden eines Stapels aus zwei Schirmen, um die Wahrnehmung eines 3D-Bilds vor dem vorderen der beiden Schirme oder hinter dem hinteren der beiden Schirme zu ermöglichen, über einen Raum zwischen den beiden Schirmen hinaus. ”Vor” bezieht sich auf die Betrachterseite der Schirme. ”Hinter” bezieht sich auf die dem Betrachter mit Bezug auf die Schirme entgegengesetzte Seite.
Zitierungsliste
Nichtpatentliteratur

Nichtpatentdokument 1: ”Layered 3D: Tomographic Image Synthesis for Attenuation-based Light Field and High Dynamic Range Displays”, Gordon Wetzstein et al., ACM SIGGRAPH 2011. Transactions an Graphics 30 (4).

Kurzfassung der Erfindung
Technisches Problem
Die Verwendung des herkömmlichen Verfahrens ermöglicht die Darstellung von Tiefe über den Raum zwischen den Schirmen hinaus. Jedoch besteht ein Problem dahingehend, dass bei der Bestimmung von auf den jeweiligen gestapelten Schirmen anzuzeigenden Bildern der Rechenaufwand einer Optimierungsberechnung so groß ist, dass ein Computer mit hoher Rechenleistung und eine lange Verarbeitungszeit erforderlich sind. Auch besteht das Problem, dass eine kostenaufwendige spezielle Hardware wie eine Grafikprozessoreinheit (GPU) erforderlich ist.
Lösung des Problems
Um die vorgenannten Probleme zu lösen, enthält eine Bildverarbeitungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung: eine Eingangseinheit, die mehrere unterschiedliche Eingangsbilder empfängt; einen Generator für eine anfängliche Lösung, der aus Daten der mehreren unterschiedlichen Eingangsbilder interne Daten von einem oder mehreren Schirmbildern eines geschichteten Bilds als eine anfängliche Lösung erzeugt, wobei das geschichtete Bild mehrere Schirmbilder enthält, die aus dem einen oder den mehreren Schirmbildern und einem Endbild bestehen; einen Generator für ein geschichtetes Bild, der interne Daten der mehreren Schirmbilder anhand der anfänglichen Lösung und einer beschränkenden Bedingung in einer ersten Runde eines iterativen Prozesses erzeugt; und eine Steuervorrichtung eines iterativen Prozesses, die eine Prozessbeendigungsbedingung zum Beendigen der Erzeugung von internen Daten der Schirmbilder bewertet, und wenn der Prozessbeendigungsbedingung genügt ist, als das geschichtete Bild interne Daten der mehreren Schirmbilder, die endgültig von dem Generator für geschichtete Bilder erzeugt wurden, ausgibt, wobei der Generator für geschichtete Bilder neue interne Daten der mehreren Schirmdaten anhand der Daten des geschichteten Bilds und der beschränkenden Bedingung in jeder von einer oder mehreren Runden des iterativen Prozesses nach der ersten Runde erzeugt, bis der Prozessbeendigungsbedingung genügt ist, und wobei, wenn eine Anzahl von Iterationen der Erzeugung zunimmt, eine Differenz zwischen den internen Daten der Schirmbilder und den neuen internen Daten der Schirmbilder abnimmt.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es bei der Darstellung von Tiefe über einen Raum zwischen Schirmen hinaus durch Verwendung eines einfachen Prozesses mit einem verringerten Rechenaufwand möglich, weniger Hardware zu verwenden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Konfiguration einer 3D Bildanzeigevorrichtung 20 von jedem von einem ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiel illustriert.
2 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Situation illustriert, in der binokulare Parallaxebilder unter Verwendung eines Stapels von Schirmen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel angezeigt werden.
3 ist ein erläuterndes Diagramm, das unter einem Winkel θL und einem Winkel θR in der D-Bildanzeigevorrichtung 20 nach dem ersten Ausführungsbeispiel betrachtete Bilder hinsichtlich Pixeln der gestapelten Schirme darstellt.
4 ist ein erläuterndes Diagramm, das unter dem Winkel θL und dem Winkel θR in der 3D-Bildanzeigevorrichtung 20 nach dem ersten Ausführungsbeispiel betrachtete Bilder hinsichtlich der Pixel der gestapelten Schirme darstellt.
5 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer Bildverarbeitungsvorrichtung 24 von jedem von dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel illustriert.
6 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozessablauf in der Bildverarbeitungsvorrichtung 24 von jedem von dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel illustriert.
7 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Differenz und der Anzahl von Iterationen in einem iterativen Prozess gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel illustriert.
8 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Situation, in der binokulare Parallaxebilder und ein mittleres Betrachtungsbild unter Verwendung eines Stapels von Schirmen angezeigt werden, gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel illustriert.
9 ist ein erläuterndes Diagramm, das unter einem Winkel θL, einem Winkel θR und einer mittleren Betrachtungsrichtung θC betrachtete Bilder in der 3D-Bildanzeigevorrichtung 20 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel hinsichtlich Pixeln der gestapelten Schirme darstellt.
10 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Situation, in der binokulare Parallaxebilder unter Verwendung eines Stapels von Schirmen enthaltend eine zusätzliche dritte Flüssigkristallschicht angezeigt werden, gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel illustriert.
11 ist ein erläuterndes Diagramm, das Bilder, die unter einem Winkel θL und einem Winkel θR in der 3D-Bildanzeigevorrichtung 20 nach dem dritten Ausführungsbeispiel betrachtet werden, hinsichtlich Pixeln der gestapelten Schirme darstellt.
12 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer Bildverarbeitungsvorrichtung 924 nach dem dritten Ausführungsbeispiel illustriert.
13 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration eines Generators 912a für interne Daten BI[i] nach dem dritten Ausführungsbeispiel illustriert.
14 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration eines Generators 912b für interne Daten MI[i] nach dem dritten Ausführungsbeispiel illustriert.
15 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration eines Generators 912c für interne Daten FI[i] nach dem dritten Ausführungsbeispiel illustriert.
16 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozessablauf in der Bildverarbeitungsvorrichtung 924 nach dem dritten Ausführungsbeispiel illustriert.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Erstes Ausführungsbeispiel
1 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration einer dreidimensionalen (3D) Bildanzeigevorrichtung 20 nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert. In 1 enthält die 3D-Bildanzeigevorrichtung 20 Flüssigkristallschichten 21 und 22, die in dieser Reihenfolge von der Seite eines Betrachters 25 aus angeordnet sind und die in einem vorbestimmten Abstand parallel zueinander gestapelte Schirme bilden, ein Hintergrundlicht 23, das hinter diesen angeordnet ist, und eine Bildverarbeitungsvorrichtung 24, die auf den Flüssigkristallschichten 21 und 22 dargestellte Bilder steuern. Hier sind die Flüssigkristallschichten 21 und 22 plattenartige dünne Teile, die als Flüssigkristallpaneele bezeichnet werden. Der Betrachter 25 sieht eine Gruppe von Lichtstrahlen von dem Hintergrundlicht 23, die durch die Flüssigkristallschicht 22 hindurchgehen und dann durch die Flüssigkristallschicht 21 hindurchgehen, als ein Bild. Die Sichtlinie 26 ist ein Beispiel für eine Sichtlinie des Betrachters. Auf den in dem vorbestimmten Abstand parallel zueinander gestapelten Schirmen angezeigte Bilder werden als ein geschichtetes Bild bezeichnet.
Konfigurationen der Flüssigkristallschichten 21 und 22 werden beschrieben. Die flüssigen Kristallschichten 21 und 22 sind lichtdurchlässige Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen wie TFT-Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen mit Pixelstrukturen. Die Flüssigkristallschichten 21 und 22 sind jeweils durch Anordnen einer transparenten Elektrode, eines Flüssigkristalls, eines Farbfilters oder dergleichen zwischen Glassubstraten und Anbringen eines optischen Films auf eine vordere Oberfläche oder eine hintere Oberfläche hiervon gebildet. Der optische Film enthält einen Polarisationsfilm. Die Augen erreichendes Licht kann durch Polarisationsfilme modelliert werden.
<Modellieren von die Augen erreichendem Licht>
In diesem Ausführungsbeispiel werden Polarisationsfilme auf der Seite einer vorderen Oberfläche der Flüssigkristallschicht 21 und einer Seite der hinteren Oberfläche der Flüssigkristallschicht 22 angebracht. Die Polarisationsfilme unterscheiden sich durch einen Winkel von 90 Grad voneinander. Wenn polarisiertes Licht von dem Hintergrundlicht 23, das durch den Polarisationsfilm auf der Seite der hinteren Oberfläche der Flüssigkristallschicht 22 hindurchgeht, durch die Flüssigkristallschicht 22 hindurchgeht, tritt eine Drehung des Polarisationswinkels in Abhängigkeit von einem Graupegel, der bei jedem Pixel der Flüssigkristallschicht 21 dargestellt wird, auf. Dieses Ausführungsbeispiel geht davon aus, dass die durch die Flüssigkristallschicht 22 bewirkte Drehung des Polarisationswinkels und die durch die Flüssigkristallschicht 21 bewirkte Drehung des Polarisationswinkels linear addiert werden. Schließlich erreicht polarisiertes Licht, das durch den Polarisationsfilm auf der Seite der vorderen Oberfläche der Flüssigkristallschicht 21 hindurchgeht, nachdem es der Drehung des Polarisationswinkels durch die zwei Flüssigkristallschichten unterzogen wurde, die Augen des Betrachters 25. Die Intensität des durch den vorderen Polarisationsfilm hindurchgehenden, polarisierten Lichts variiert mit einer Differenz zwischen dem Polarisationswinkel des vorderen Polarisationsfilms und dem Polarisationswinkel des polarisierten Lichts, das durch die beiden Flüssigkristallschichten hindurchgeht, und somit kann der Betrachter 25 Licht mit unterschiedlichen Graupegeln wahrnehmen.
Die Bildverarbeitungsvorrichtung 24 erzeugt auf den Flüssigkristallschichten 21 und 22 anzuzeigende Bilder und führt eine Anzeigesteuerung durch. Der Betrachter 25 sieht die auf den Flüssigkristallschichten 21 und 22 angezeigten Bilder und kann hierdurch eine stereoskopische Wahrnehmung haben.
Um dem Betrachter 25 eine stereoskopische Wahrnehmung zu vermitteln, ist es erforderlich, dem linken und dem rechten Auge des Betrachters binokulare Parallaxebilder zu präsentieren. 2 illustriert eine Situation, in der binokulare Parallaxebilder unter Verwendung eines Stapels von Schirmen angezeigt werden. In 2 enthält der Stapel von Schirmen einen ersten Schirm 31 auf einer vorderen Seite nahe des Betrachters und einen zweiten Schirm 32 entfernt von dem Betrachter, die jeweils durch das linke Auge 33 und das rechte Auge 34 des Betrachters betrachtet werden. Der erste Schirm 31 in 2 entspricht der Flüssigkristallschicht 21 in 1. Der zweite Schirm 32 in 2 entspricht der Flüssigkristallschicht 22 in 1. In diesem Fall kann, wenn das linke Auge 33 ein Linksaugenbild 35 der binokularen Parallaxebilder sehen kann und das rechte Auge 34 ein Rechtsaugenbild 36 der binokularen Parallaxebilder sehen kann, der Betrachter eine stereoskopische Wahrnehmung von den binokularen Parallaxebildern haben.
Wenn weiterhin die in den binokularen Parallaxebildern enthaltene Parallaxe ein Bild vor der Flüssigkristallschicht 21 oder hinter der Flüssigkristallschicht 22 darstellt, kann der Betrachter 25 ein 3D-Bild vor oder hinter den beiden Schirmen über die Schirme hinaus wahrnehmen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Richtung des linken Auges relativ zu den Schirmen als der durch eine gerade Linie und eine Normale zu den Schirmen gebildete Winkel definiert, wobei die gerade Linie das linke Auge des Betrachters, der sich vor dem Stapel von Schirmen befindet und zu der Mitte (Position an der horizontalen Koordinate x in 3) des ersten Schirms 31 sieht, und eine Mitte zwischen den Schirmen verbindet, und der Winkel als der Winkel θL bezeichnet wird. Man stelle sich eine Gruppe von Sichtlinien 37 parallel zu dem Winkel θL vor, und ein Verfahren des Anzeigens des Linksaugenbilds 35 zu der Gruppe von Sichtlinien des Winkels θL wird beschrieben. Ein Winkel θR wird in ähnlicher Weise definiert, und ein Verfahren des Anzeigens des Rechtsaugenbilds 36 zu einer Gruppe von Sichtlinien 38 des Winkels θR wird beschrieben.
Der Winkel θL ist ein Winkel, der durch Gleichung 1 unter Verwendung eines Abstands d zwischen beiden Augen des Betrachters und eines Abstands Q von dem Betrachter zu dem ersten Schirm 31 bestimmt wird. Aufgrund der Symmetrie beider Augen ist es offensichtlich, dass der Winkel θR gleich dem Winkel θL ist. θL = arctan( d / 2·Q) (Gleichung 1)
In Gleichung 1 kann der Abstand d zwischen beiden Augen des Betrachters 65 mm betragen, was ein Durchschnitt der Abstände zwischen beiden Augen von erwachsenen Personen ist.
3 ist ein erläuterndes Diagramm, das Bilder illustriert, die in einer Linksaugenrichtung und einer Rechtsaugenrichtung hinsichtlich Pixeln der gestapelten Schirme betrachtet werden. 3 ist eine Overhead-Ansicht der 3D-Bildanzeigevorrichtung 20, die von oben betrachtet wird. in 3 stellt die Bildanzeigevorrichtung 20 unter den Winkeln θL und θR betrachtet Bilder hinsichtlich Pixeln der gestapelten Schirme dar. 3 illustriert eine Gruppe von Pixeln 401 der Flüssigkristallschicht 21, die der erste Schirm ist, und eine Gruppe von Pixeln 402 der Flüssigkristallschicht 24, die der zweite Schirm ist. Die Gruppen von Pixeln 401 und 402 befinden sich an der gleichen vertikalen Position. Mit anderen Worten, jede der Gruppen von Pixeln 401 und 402 ist eine Gruppe von Pixeln auf einer Linie, die in einer horizontalen Richtung ausgerichtet ist. Der erste Schirm und der zweite Schirm sind in einem vorbestimmten Abstand P gestapelt. Ein Hintergrundlicht 415 befindet sich auf der entgegengesetzten Seite des Betrachters.
In 3 befindet sich ein Ursprung in einer Schirmmitte und an einem Mittelpunkt zwischen den Flüssigkristallschichten 21 und 22; und eine horizontale Koordinatenachse parallel zu den Schirmen und eine Tiefenkoordinatenachse, die die Schirme und den Betrachter senkrecht verbindet, werden verwendet. Nachfolgend wird Licht, das durch ein Pixel 407, das sich an der horizontalen Koordinate X der Gruppe von Pixeln 401 der Flüssigkristallschicht 21 befindet, betrachtet wird, mit Bezug auf 3 beschrieben.
Licht von den Schirmen zu dem linken Auge, das durch eine Sichtlinie 405 des linken Auges dargestellt ist, hängt von der Drehung des polarisierten Lichts an dem Pixel 407 und einem Pixel 409 auf der Sichtlinie 405 ab. Wenn die horizontale Koordinate des Pixels 407 als x angenommen wird, ist die horizontale Koordinate des Pixels 409 durch x + 2·s gegeben, wobei ein Abstand s verwendet wird, der durch Gleichung 2 unter Verwendung des vorbestimmten Abstands P und des Winkels θL erhalten wird. s = P·tan(θL) / 2 (Gleichung 2)
Ein auf der Flüssigkristallschicht 21 anzuzeigendes Bild wird durch FI bezeichnet, und ein auf der Flüssigkristallschicht 22 anzuzeigendes Bild wird durch BI bezeichnet. Ein Pixelwert an der horizontalen Koordinate n, der eine Modulation des Lichts aufgrund einer Drehung von polarisiertem Licht an dem Pixel der Flüssigkristallschicht 21 anzeigt, wird durch FI(n) bezeichnet. Ein Pixelwert an der horizontalen Koordinate m, der eine Modulation von Licht aufgrund einer Drehung von polarisiertem Licht an dem Pixel der Flüssigkristallschicht 22 anzeigt, wird durch BI(m) bezeichnet.
Hier sind die Pixelwerte FI(n) und BI(m) Werte, die linear zu der Helligkeit des Lichts sind. In typischen Bildanzeigevorrichtungen, die einen Flüssigkristall enthalten, hat die Helligkeit eines angezeigten Bilds eine Gammacharakteristik mit Bezug auf einen Graupegel, der in Daten eines Eingangsbilds enthalten ist. Wenn somit ein Graupegel halbiert wird, wird nicht notwendigerweise die Helligkeit halbiert. Ein Graupegel eines Bilds bestimmt den Drehwinkel von polarisiertem Licht und bestimmt somit die Anzeigehelligkeit. Wenn die Pixelwerte FI(n) und BI(m) die Anzeigehelligkeit anzeigen, ist es erforderlich, eine inverse Gammaumwandlung mit einer Charakteristik entgegengesetzt zu der Gammacharakteristik bei diesen durchzuführen, um sie in Graupegel von Bildern umzuwandeln.
Ein auf der Sichtlinie 405 des linken Auges betrachtetes Bild wird durch L' bezeichnet, und ein Pixelwert, der die Helligkeit eines auf der Sichtlinie 405 des linken Auges betrachteten Pixels anzeigt, wird durch L'(x) unter Verwendung seiner horizontalen Koordinate x bezeichnet. Das Bild L' hat als seine Projektionsebene eine Ebene, die parallel zu den Schirmen ist, sich an der Tiefenkoordinate 0 befindet und sich in der Mitte zwischen den Schirmen befindet. Ein Pixel des Bilds L', das auf der Sichtlinie 405 des linken Auges betrachtet wird, befindet sich an einem Projektionspunkt 414, und seine horizontale Koordinate ist durch x + s gegeben.
Anhand des Vorstehenden gilt auf der Sichtlinie 405 des linken Auges die folgende Gleichung. L'(x + s) = FI(x) + BI(x + 2·s) (Gleichung 3)
In gleicher Weise hängt Licht auf einer Sichtlinie 406 des rechten Auges von der Drehung des polarisierten Lichts an dem Pixel 407 und einem Pixel 408 auf der Sichtlinie ab. Wenn die horizontale Koordinate des Pixels 407 als x angenommen wird, ist die horizontale Koordinate des Pixels 408 durch x – 2·s unter Verwendung des durch Gleichung 2 erhaltenen Abstands s gegeben.
Ein auf der Sichtlinie 406 des rechten Auges betrachtetes Bild wird durch R' bezeichnet, und ein Pixelwert, der die Helligkeit eines Pixels, das auf der Sichtlinie 406 des rechten Auges betrachtet wird, anzeigt, wird durch R'(x) bezeichnet, wobei dessen horizontale Koordinate x verwendet wird. Das Bild R' hat als seine Projektionsebene eine Ebene, die parallel zu den Schirmen ist, sich an der Tiefenkoordinate 0 befindet und sich in der Mitte zwischen den Schirmen befindet. Ein Pixel des Bilds R', das auf der Sichtlinie 405 betrachtet wird, befindet sich an einem Projektionspunkt 413, und seine horizontale Koordinate ist durch x – s gegeben.
Anhand des Vorstehenden gilt auf der Sichtlinie 406 des rechten Auges die folgende Gleichung. R'(x – s) = FI(x) + BI(x – 2·s) (Gleichung 4)
Die Gleichungen 3 und 4 zeigen, dass es möglich ist, verschiedene Bilder in der linken und der rechten Richtung unter Verwendung der beiden gestapelten Schirme anzuzeigen.
4 ist ein erläuterndes Diagramm, das Bilder illustriert, die unter den Winkeln θL und θR hinsichtlich Pixeln der gestapelten Schirme betrachtet werden. Ähnlich wie 3 ist 4 ein Diagramm zum Erläutern von Licht, das durch ein Pixel 507 betrachtet wird, das sich an der horizontalen Koordinate x der Gruppe von Pixeln 402 der Flüssigkristallschicht 22 befindet. Die Beschreibung von Elementen in 4, die die gleichen wie diejenigen in 3 sind, wird weggelassen.
In 4 hängt die Helligkeit von Licht auf einer Sichtlinie 505 des linken Auges von der Drehung von polarisiertem Licht an dem Pixel 507 und einem Pixel 508 auf der Sichtlinie ab. Die horizontale Koordinate des Pixels 508 kann durch x – 2·s dargestellt werden, wobei der durch Gleichung 2 gegebene Abstand s verwendet wird.
Wenn ein auf der Sichtlinie 505 des linken Auges betrachtetes Bild durch L' bezeichnet wird, befindet sich ein Pixel des Bilds L', das auf der Sichtlinie 505 betrachtet wird, an einem Projektionspunkt 513, und seine horizontale Koordinate ist durch x – s gegeben.
Anhand des Vorstehenden gilt auf der Sichtlinie 505 des linken Auges die folgende Gleichung. L'(x – s) = FI(x – 2·s) + BI(x) (Gleichung 5)
In gleicher Weise hängt in 4 die Helligkeit von Licht auf einer Sichtlinie 506 des rechten Auges von der Drehung von polarisiertem Licht an dem Pixel 507 und einem Pixel 509 auf der Sichtlinie ab. Die horizontale Koordinate des Pixels 509 kann durch x + 2·s dargestellt werden, wobei der durch Gleichung 2 gegebene Abstand s verwendet wird.
Wenn ein auf der Sichtlinie 506 des rechten Auges betrachtetes Bild durch R' bezeichnet wird, befindet sich ein Pixel des Bilds R', das auf der Sichtlinie 506 betrachtet wird, an einem Projektionspunkt 514, und seine horizontale Koordinate ist durch x + s gegeben.
Anhand des Vorstehenden gilt auf der Sichtlinie 506 des rechten Auges die folgende Gleichung. R'(x + s) = FI(x + 2·s) + BI(x) (Gleichung (6)
Die Gleichungen 3 und 4 wurden unter Verwendung der Positionsbeziehung der Schirme in der 3D-Bildanzeigevorrichtung 20 in 3 abgeleitet; die Gleichungen 5 und 6 wurden unter Verwendung der Positionsbeziehung der Schirme in der 3D-Bildanzeigevorrichtung 20 in 4 abgeleitet. Jedoch ist die Gleichung 3 auf der Sichtlinie 405 des linken Auges im Wesentlichen die gleiche wie die Gleichung 5 auf der Sichtlinie 505 des linken Auges. Dies Ist offensichtlich anhand des Umstands, dass die Gleichung 5 erhalten wird durch Einsetzen von x in Gleichung 3 mit x – 2·s. In gleicher Weise ist Gleichung 4 auf der Sichtlinie 406 des rechten Auges im Wesentlichen die gleiche wie Gleichung 6 auf der Sichtlinie 506 des rechten Auges.
Wenn das Bild L', das auf der Sichtlinie 405 des linken Auges betrachtet wird, und das Bild R', das auf der Sichtlinie 406 des rechten Auges betrachtet wird, binokulare Parallaxebilder sind, oder wenn das Bild L', das auf der Sichtlinie 505 des linken Auges betrachtet wird und das Bild R', das auf der Sichtlinie 506 des rechten Auges betrachtet wird, binokulare Parallaxebilder sind, kann der Betrachter ein 3D-Bild wahrnehmen. Um dies zu realisieren, erzeugt die Bildverarbeitungsvorrichtung 24 das auf der Flüssigkristallschicht 21, d. h. dem ersten Schirm 31 anzuzeigende Bild FI, und das auf der Flüssigkristallschicht 22, d. h., dem zweiten Schirm 32 anzuzeigende Bild BI, so dass die eingegebenen binokularen Parallaxebilder in die Bilder L' und R' umgewandelt werden.
5 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration der Bildverarbeitungsvorrichtung 24 illustriert. Die Bildverarbeitungsvorrichtung 24 enthält eine Eingangseinheit 10, einen Generator 11 für eine anfängliche Lösung, einen Generator 12 für ein geschichtetes Bild, eine Steuervorrichtung 14 für einen iterativen Prozess, und eine Ausgangseinheit 15. Der Generator 12 für ein geschichtetes Bild enthält einen Generator 12a für interne Daten BI[i] und einen Generator 12b für interne Daten FI[i]. Der Generator 12a für interne Daten BI[i] enthält einen Generator 12a1 für interne Daten BIPR[i] und einen Begrenzer 12a2 für interne Daten BIPR[i]. Der Generator 12b für interne Daten FI[i] enthält einen Generator 12b1 für interne Daten FIPR[i] und einen Begrenzer 12b2 für interne Daten FIPR[i].
6 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozessablauf in der Bildverarbeitungsvorrichtung 24 illustriert. Der Ablauf von dem Start (ST1) des Prozesses bis zum Ende (ST1) des Prozesses wird zusammen mit der Konfiguration von 5 beschrieben. Jedes Element wird später im Einzelnen beschrieben.
Die Eingangseinheit 10 empfängt als eine Eingabe Mehrfachbilder, z. B. binokulare Parallaxebilder, die durch Erfassen eines Objekts erhalten wurden. Die binokularen Parallaxebilder bestehen aus einem Linksaugenbild L und einem Rechtsaugenbild R. Typischerweise zeigt ein Bild einen Graupegelwert jedes Pixels an. Die Graupegelwerte werden verarbeitet, nachdem sie durch Gammaumwandlung oder dergleichen in Werte umgewandelt wurden, die linear zu der von der 3D-Bildanzeigevorrichtung 20 angezeigten Heiligkeit sind. Der Generator 11 für eine anfängliche Lösung setzt eine Inkrementvariable i zum Steuern eines iterativen Prozesses auf 1 (ST2). Dann bestimmt er anhand der eingegebenen binokularen Parallaxebilder eine anfängliche Lösung FI[0], die interne Daten eines Bilds für den ersten Schirm 31 sind (ST3). Der Generator 11 für eine anfängliche Lösung erzeugt anhand von Daten von mehreren Eingangsbildern interne Daten von Schirmbildern, die auf Schirmen anzuzeigen sind, ausschließlich interner Daten eines Endbilds. Hier sind die ”internen Daten eines Endbilds” gleich BI[i], und die ”internen Daten von Schirmbildern, die auf Schirmen anzuzeigen sind, ausschließlich interner Daten eines Endbilds” sind FI[0]. Das Endbild bezieht sich auf das vorderste oder hinterste Bild des geschichteten Bilds.
Der Generator 12 für ein geschichtetes Bild empfängt in dem anfänglichen Schritt die binokularen Parallaxebilder und die anfängliche Lösung FI[0], die von dem Generator 11 für die anfängliche Lösung erzeugt wurde. Der Generator 12 für ein geschichtetes Bild bestimmt in dem Generator 12a1 für interne Daten BIPR[i] interne Daten BIPR[1] eines auf dem zweiten Schirm 32 anzuzeigenden Bilds unter Verwendung der binokularen Parallaxebilder und der anfänglichen Lösung FI[0]. Das Vorstehende kann wie folgt neu formuliert werden mit der Inkrementvariablen i als 1. Der Generator 12 für ein geschichtetes Bild bestimmt in dem Generator 12a1 für interne Daten BIPR[i] interne Daten BIPR[i] eines auf dem zweiten Schirm 32 anzuzeigenden Bilds unter Verwendung der binokularen Parallaxebilder und der anfänglichen Lösung FI[i – 1] (ST4).
Der Generator 12a1 für interne Daten BIPR[i] sendet dann die internen Daten BIPR[i] des auf dem zweiten Schirm 32 anzuzeigenden Bilds zu dem Begrenzer 12b2 für interne Daten BIPR[i]. Der Begrenzer 12b2 für interne Daten BIPR[i] wendet eine Begrenzungsbedingung, die für die Anzeige auf dem zweiten Schirm 32 erforderlich ist, bei den internen Daten BIPR[i] an, um interne Daten BI[i] zu bestimmen. Der Begrenzer 12a2 für interne Daten BIPR[i] gibt die internen Daten BI[i] als ein Ausgabesignal des Generators 12a für interne Daten BI[i] aus (ST5).
Der Generator 12a für interne Daten BI[i] sendet dann die bestimmten internen Daten BI[i] zu dem Generator 12b1 für interne Daten FIPR[i]. Der Generator 12b1 für interne Daten FIPR[i] bestimmt interne Daten FIPR[i] eines auf dem ersten Schirm 31 anzuzeigenden Bilds unter Verwendung der binokularen Parallaxebilder und der internen Daten BI[i] (ST6).
Der Generator 12b1 für interne Daten FIPR[i] sendet dann die bestimmten internen Daten FIPR[i] des auf dem ersten Schirm 31 anzuzeigenden Bilds zu dem Begrenzer 12b2 für interne Daten FIPR[i]. Der Begrenzer 12b2 für interne Daten FIPR[i] wendet eine Begrenzungsbedingung, die für eine Anzeige auf dem ersten Schirm 31 erforderlich ist, bei den internen Daten FIPR[i] des auf dem ersten Schirm 31 anzuzeigenden Bilds an, um interne Daten FI[i] zu bestimmen. Der Begrenzer 12b2 für die internen Daten FIPR[i] gibt die internen Daten FI[i] als ein Ausgangssignal des Generators 12b für die internen Daten FI[i] aus. Der Generator 12 für ein geschichtetes Bild erzeugt interne Daten jedes der Schirmbilder anhand der Begrenzungsbedingung und der internen Daten der auf den Schirmen anzuzeigenden Schirmbilder ausschließlich der internen Daten des einen Endbilds. Hier sind ”die internen Daten der auf den Schirmen anzuzeigenden Schirmbilder ausschließlich der internen Daten des einen Endbilds” gleich FI[0]. Auch sind hier die ”internen Daten jedes der Schirmbilder” die internen Daten BI[i] und FI[i].
Der Generator 12b für die internen Daten FI[i] gibt die internen Daten FI[i] zu der Steuervorrichtung 14 für den iterativen Prozess aus. Der Generator 12a für die internen Daten BI[i] gibt die internen Daten BI[i] zu der Steuervorrichtung 14 für den iterativen Prozess aus. Somit gibt der Generator 12 für ein geschichtetes Bild die internen Daten FI[i] und BI[i] zu der Steuervorrichtung 14 für den iterativen Prozess aus. Die Steuervorrichtung 14 für den iterativen Prozess bestimmt, ob die eingegebenen Daten einer Prozessbeendigungsbedingung genügen (ST8).
Wenn die Steuervorrichtung 14 für den iterativen Prozess bestimmt, dass der Prozessbeendigungsbedingung nicht genügt ist, addiert die Steuervorrichtung 14 für den iterativen Prozess 1 zu der Inkrementvariablen i zum Steuern des iterativen Prozesses (ST9), und gibt FI[i] zu dem Generator 12 für ein geschichtetes Bild aus. Der Generator 12 für ein geschichtetes Bild führt wieder die Prozesse ST4, ST5, ST6 und ST7 durch. Jedes Mal, wenn dieser iterative Prozess durchgeführt wird, empfängt der Generator 12 für ein geschichtetes Bild interne Daten FI[i – 1] des auf dem ersten Schirm 31 anzuzeigenden Bilds und gibt interne Daten BI[i] des auf dem zweiten Schirm 32 anzuzeigenden Bilds und interne Daten FI[i] des auf dem ersten Schirm 31 anzuzeigenden Bilds zu der Steuervorrichtung 14 für den iterativen Prozess aus. Auf diese Weise erzeugt der Generator 12 für ein geschichtetes Bild neue interne Daten der mehreren Schirmbilder aus den Daten des geschichteten Bilds und den Begrenzungsbedingungen in jeder von einer oder mehreren Runden des iterativen Prozesses nach der ersten Runde, bis der Prozessbeendigungsbedingung genügt ist.
Wenn die Steuervorrichtung 14 für den iterativen Prozess bestimmt, dass der Prozessbeendigungsbedingung genügt ist, werden die internen Daten FI[i] und BI[i], die dieses Mal endgültig erzeugt wurden, als das auf dem ersten Schirm 31 anzuzeigende Bild FI und das auf dem zweiten Schirm 32 anzuzeigende Bild BI ausgegeben (ST10), und der Prozess endet (ST11).
Die Bildverarbeitungsvorrichtung 24 führt eine Steuerung zum Anzeigen des auf dem ersten Schirm 31 anzuzeigenden Bilds FI auf der Flüssigkristallschicht 21 durch, sowie eine Steuerung zum Anzeigen des auf dem zweiten Schirm 32 anzuzeigenden Bilds BI auf der Flüssigkristallschicht 22. Da die Pixelwerte FI[i](n) und BI[i](m) der von dem Generator 12 für ein geschichtetes Bild erzeugten internen Daten zur Anzeigehelligkeit lineare Werte sind, ist es bevorzugt, eine Anzeigesteuerung nach der Umwandlung von diesen in Graupegelwerte von Bildern durch inverse Gammaumwandlung oder dergleichen durchzuführen.
Die Prozessschritte ST2, ST4, ST5, ST6, ST7 und ST8 werden nachfolgend im Einzelnen beschrieben.
<1> ST4: Erzeugung von internen Daten BIPR[i]
Der Prozess in dem Generator 12a1 für interne Daten BIPR[i] zum Erzeugen interner Daten BIPR[i] des zweiten Schirmbilds unter Verwendung der binokularen Parallaxebilder und der anfänglichen Losung FI[0] oder interner Daten FI[i – 1] des ersten Schirmbilds wird beschrieben. Ähnlich dem Bild FI wird für interne Daten FI[i] ein Pixelwert bei der horizontalen Koordinate n durch FI[i](n) bezeichnet. Ähnlich dem Bild BI wird für interne Daten BIPR[i] ein Pixelwert bei der horizontalen Koordinate m durch BIPR[i](m) bezeichnet.
Die folgenden zwei Gleichungen werden erhalten durch Ersetzen der Pixelwerte der Bilder L' und R', die durch die beiden Schirme betrachtet werden, in den Gleichungen 5 und 6 mit den Pixelwerten des Linksaugenbilds I und des Rechtsaugenbilds R der binokularen Parallaxebilder und Transformieren von jedem von diesen, so dass der Pixelwert BI(x) auf der linken Seite ist. BI(x) = L(x – s) – FI(x - 2·s) (Gleichung 7) BI(x) = R(x + s) – FI(x + 2·s) (Gleichung 8)
Wenn die Pixelwerte FI[i](x) und BI(x) so bestimmt werden können, dass den Gleichungen 7 und 8 genügt ist, ist es möglich, die binokularen Parallaxebilder durch die 3D-Bildanzeigevorrichtung 20 anzuzeigen.
In den Gleichungen 7 und 8 können L(x – s) und R(x + s) anhand des eingegebenen Linksaugenbilds L und des eingegebenen Rechtsaugenbilds R bestimmt werden. Die Pixelwerte FI(x – 2·s) und FI(x + 2·s) können anhand der in ST2 erzeugten anfänglichen Lösung FI[0] oder der in ST7 erzeugten internen Daten FI[i – 1] bestimmt werden. Somit können für den Pixelwert BI(x) zwei Werte aus den Gleichungen 7 und 8 erhalten werden.
Der Pixelwert BI(x) kann nur einen Wert annehmen, und der Pixelwert BI(x), der beiden Gleichungen 7 und 8 genügt, wird nur erhalten, wenn die Pixelwerte BI(x), die aus den Gleichungen 7 und 8 erhalten werden, einander gleich sind.
Somit wird ein Durchschnitt der beiden aus den Gleichungen 7 und 8 erhaltenen Wert als der Pixelwert BI(x) bestimmt. Die internen Daten BIPR[i](x) können unter Verwendung des vorgenannten Verfahrens wie in Gleichung 9 berechnet werden.
BIPR[i](x) = {L(x – s) – FI[I – 1](x – 2·s)} + {R(x + s) – FI[I – 1](x + 2·s)} / 2 (Gleichung 9)
Die internen Daten BIPR[i(x) können unter Verwendung der Gleichung 9 berechnet werden, um Werte für alle Pixel in dem auf dem zweiten Schirm anzuzeigenden Bild zu bestimmen.
<2> ST6: Erzeugung der internen Daten FIPR[i]
Der Prozess in dem Generator 12b1 für interne Daten FIPR[i] zum Erzeugen der internen Daten FIPR[i] unter Verwendung der binokularen Parallaxebilder und der internen Daten BI[i] wird beschrieben. Die folgenden zwei Gleichungen werden erhalten durch Ersetzen der Pixelwerte der Bilder L' und R', die durch die beiden Schirme betrachtet werden, in den Gleichungen 7 und 8 durch die Pixelwerte des Linksaugenbilds L und des Rechtsaugenbilds R der binokularen Parallaxebilder und durch Transformieren von jedem von diesen, so dass der Pixelwert FI(x) auf der linken Seite ist. FI(x) = L(x + s) – BI(x + 2·s) (Gleichung 10) FI(x) = R(x – s) – BI(x – 2·s) (Gleichung 11)
Wenn die Pixelwerte FI(x) und BI(x) so bestimmt werden können, dass den Gleichungen 10 und 11 genügt ist, ist es möglich, die binokularen Parallaxebilder durch die 3D-Bildanzeigevorrichtung 20 anzuzeigen.
In den Gleichungen 10 und 11 können die Pixelwerte L(x + s) und R(x – s) anhand der eingegebenen Pixelwerte des Linksaugenbilds L und des Rechtsaugenbilds R bestimmt werden. Die Pixelwerte BI(x + 2·s) und BI(x – 2·s) können eindeutig bestimmt werden unter Verwendung der in ST5 erzeugten internen Daten BI[i]. Somit können für den Pixelwert FI(x) zwei Werte aus den Gleichungen 10 und 11 erhalten werden.
Der Pixelwert FI(x) kann nur einen Wert annehmen, und der Pixelwert FI(x), der beiden Gleichungen 10 und 11 genügt, wird nur erhalten, wenn die durch die Gleichungen 10 und 11 erhaltenen Pixelwerte FI(x) einander gleich sind.
Somit wird ein Durchschnitt der beiden aus den Gleichungen 10 und 11 erhaltenen Werte als der Pixelwert FI(x) bestimmt. Die internen Daten FIPR[i](x) können wie in Gleichung 12 unter Verwendung des vorgenannten Verfahrens berechnet werden.
FIPR[i](x) = {L(x + s) – BI[i](x + 2·s)} + {R(x – s ) – BI[i](x – 2·s)} / 2 (Gleichung 12)
Die internen Daten FIPR[i] können durch Verwendung von Gleichung 12 berechnet werden, um Werte für alle Pixel in dem auf dem ersten Schirm anzuzeigenden Bild zu bestimmen.
<3> ST5 und ST7: Anwendung von Begrenzungsbedingung
Der Begrenzer 12a2 für die internen Daten BIPR[i] wendet die für die Anzeige auf dem zweiten Schirm 32 erforderliche Begrenzungsbeindung bei den von dem Generator 12a1 für interne Daten BIPR[i] erzeugten internen Daten BIPR[i] an. In gleicher Weise wendet der Begrenzer 12b2 für die internen Daten FIPR[i] die für die Anzeige auf dem ersten Schirm 31 erforderliche Begrenzungsbedingung bei den von dem Generator 12b1 für die internen Daten FIPR[i] erzeugten internen Daten FIPR[i] an.
Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Flüssigkristallschichten als der erste Schirm 31 und der zweite Schirm 32 verwendet. Wenn eine Flüssigkristallschicht verwendet wird, ist es möglich, den Polarisationswinkel mit Bezug auf polarisiertes Licht, das durch die Flüssugkristallschicht hindurchgeht, zu ändern, aber sein Bereich ist auf 0 bis 90 Grad beschränkt. Außerdem ist die Änderung des Polarisationswinkels auf Additionen beschränkt, und eine Änderung in einer negativen Richtung durch Subtraktion ist nicht möglich.
Dies wird auf die internen Daten FIPR[i] und BIPR[i] als die Begrenzungsbedingung angewendet. Genauer gesagt, wenn der anzeigbare Helligkeitsbereich einer Flüssigkristallschicht zwischen einem minimalen Helligkeitswert (oder Helligkeits-Minimalgrenzwert) MinB und einem maximalen Helligkeitswert (oder Helligkeits-Maximalgrenzwert) MaxB liegt, wird ein Beschneidungsprozess derart durchgeführt, dass, wenn ein Wert FIPR[i](n) oder BIPr[i](m) außerhalb des Bereichs entsprechend dem Bereich von dem minimalen Helligkeitswert MinB bis zu dem maximalen Helligkeitswert MaxB liegt, der Wert auf einen Wert entsprechend dem minimalen Helligkeitswert MinB oder dem maximalen Helligkeitswert MaxB begrenzt ist.
Das Folgende ist ein Beispiel für den Beschneidungsprozess. Wenn angenommen wird, dass der Wert entsprechend dem minimalen Helligkeitswert MinB gleich 0,0 ist und der Wert entsprechend dem maximalen Helligkeitswert MaxB gleich 1,0 ist, führt eine Begrenzungsbedingungs-Anwendungseinheit 13 den folgenden Prozess bei allen Pixeln der internen Daten FIPR[i] und BIPR[i] durch. Beschneiden von (x): x = 1, wenn x > 1 (Formel 13) x = 0, wenn x < 0
x = x ansonsten
Wenn in ST5 und ST7 keine Begrenzungsbedingung angewendet wird, können die in ST4 und ST6 erhaltenen internen Daten BIPR[i] und FIPR[i] die dynamischen Anzeigebereiche der Flüssigkristallschichten überschreiten, und somit können die Pixelwerte der Bilder FI und BI, die von ST10 ausgegeben werden, auch die dynamischen Anzeigebereiche der Flüssigkristallschichten überschreiten. Um sie auf den Flüssigkristallschichten 21 und 22 anzuzeigen, ist es erforderlich, den durch Formel 13 dargestellten Beschneidungsprozess oder einen dynamischen Bereichsverringerungsprozess, der die minimalen Werte und die maximalen Werte in die Werte entsprechend dem minimalen Helligkeitswert MinB bzw. dem maximalen Helligkeitswert MaxB umwandelt, durchzuführen.
Wenn der Beschneidungsprozess in oder nach ST10 durchgeführt wird, tritt ein Gradationsverlust auf, der eine Erscheinung ist, bei der sich ein Teil eines Bilds verfestigt. In einem Teil, in welchem ein Gradationsverlust aufgetreten ist, können binokulare Parallaxebilder nicht in der Linksaugen- und der Rechtsaugenrichtung angezeigt werden. Dies beeinträchtigt die stereoskopische Wahrnehmung durch den Benutzer.
Wenn der Verkleinerungsprozess des dynamischen Bereichs in oder nach ST10 durchgeführt wird, besteht das Problem, dass sich der Kontrast des angezeigten Bilds verschlechtert.
Durch Anwenden der Begrenzungsbedingungen wie in 6 gezeigt, bei jedem Mal, bei dem die internen Daten BIPR[i] und FIPR[i] bestimmt werden, ist es möglich, eine Verschlechterung des Kontrast des schließlich angezeigten Bilds zu verhindern.
Wenn die Begrenzungsbedingungen jedes Mal, wenn die internen Daten BIPR[i] und FIPR[i] bestimmt werden, angewendet werden, tritt ein Gradationsverlust zu der Zeit der Anwendung der Begrenzungsbedingungen auf. Da jedoch auf der Grundlage der internen Daten FIPR[i] und BIPR[i], in denen der Gradationsverlust aufgetreten ist, der iterative Prozess FI[i] und BI[i] erzeugt und weiterhin BIPR[i + 1] und FIPR[i + 1] erzeugt, ist es möglich, den Teil, in welchem der Gradationsverlust aufgetreten ist, zu zerstreuen, wodurch es weniger wahrscheinlich wird, dass die stereoskopische Wahrnehmung des Betrachters beeinträchtigt wird.
<4> ST2: Erzeugung der anfänglichen Lösung FI[0]
Der Generator 11 für die anfängliche Lösung erzeugt anhand der eingegebenen binokularen Parallaxebilder (Linksaugenbild und Rechtsaugenbild) die anfängliche Lösung FI[0], die die internen Daten eines Bilds des ersten Schirms 31 darstellt.
Ein Verfahren zum Erzeugen der anfänglichen Lösung FI[0] ist die Bestimmung von einem von dem Linksaugenbild L und dem Rechtsaugenbild R als FI[0].
Ein anderes Verfahren des Erzeugens der anfänglichen Lösung FI[0] ist die Bestimmung eines Durchschnitts des Linksaugenbilds L und des Rechtsaugenbilds R als die anfängliche Lösung FI[0]. Das heißt, die anfängliche Lösung wird auf einen Durchschnitt von Daten von mehreren verschiedenen eingegebenen Bildern gesetzt.
Noch ein anderes Verfahren zum Erzeugen der anfänglichen Lösung FI[0] ist das Herausziehen nur einer gemeinsamen Komponente, die in dem Linksaugenbild L und dem Rechtsaugenbild R enthalten ist. Genauer gesagt, ein Unterschied zwischen Pixeln an den gleichen Koordinaten in dem Linksaugenbild L und dem Rechtsaugenbild R kann bestimmt werden; wenn die Differenz gleich 0 ist, kann der Graupegel der Pixel in der anfänglichen Lösung FI[0] verwendet werden, und wenn die Differenz nicht 0 ist, kann ein Graupegelwert 0 in der anfänglichen Lösung FI[0] verwendet werden.
Die Bestimmung der internen Daten BI[1] anhand des Linksaugenbilds L, des Rechtsaugenbilds R und der anfänglichen Lösung FI[0] durch Verwendung von Gleichung 9 in der ersten Runde von ST4 wird wie folgt interpretiert: Das erste Glied des Zählers ist eine Differenz, die durch Subtrahieren der anfänglichen Lösung FI[0] von dem Linksaugenbild L erhalten wurde, das zweite Glied des Zählers ist eine Differenz, die durch Subtrahieren der anfänglichen Lösung FI[0] von dem Rechtsaugenbild R erhalten wurde; ein Durchschnitt dieser Differenzen wird als die internen Daten BI[1] bestimmt. Wenn beispielsweise nur eine gemeinsame Komponente, die in dem Linksaugenbild L und dem Rechtaugenbild R enthalten ist, herausgezogen und als die anfängliche Lösung FI[0] gesetzt ist, erscheint eine Parallaxekomponente der binokulare Parallaxebilder in den internen Daten BI[1]. Wenn die binokularen Parallaxebilder unter Verwendung der internen Daten FI[i] und BI[i] dargestellt werden, ist die Darstellung der Parallaxekomponente wichtig.
Nachdem die internen Daten BI[1] in ST4 bestimmt wurden, wird die Begrenzungsbedingung in ST5 auf die internen Daten BI[1] angewendet. Hier werden durch Durchführen des Beschneidungsprozesses negative Werte auf 0 gerundet.
Gemäß dem Vorstehenden ist es wünschenswert, die anfängliche Lösung FI[0] so zu erzeugen, dass das Auftreten einer negativen Komponente in den internen Daten BI[1] weniger wahrscheinlich ist. Ein Verfahren, um dies zu realisieren, ist das Bestimmen nur der in dem Linksaugenbild L und dem Rechtsaugenbild R gemeinsam enthaltenen Komponente als die anfängliche Lösung FI[0]. Indem bewirkt wird, dass das Auftreten einer negativen Komponente in den internen Daten BI[1] weniger wahrscheinlich ist, ist das Runden der Parallaxekomponente der binokularen Parallaxebilder auf 0 durch die Anwendung der Begrenzungsbedingung weniger wahrscheinlich, und folglich ist es wahrscheinlicher, dass die binokularen Parallaxebilder ordnungsgemäß durch die internen Daten FI[i] und BI[i] dargestellt sind.
Weiterhin wird es durch ordnungsgemäßes Erzeugen der anfänglichen Lösung FI[0] möglich, der Prozessbeendigungsbedingung mit einer kleinen Anzahl von Iterationen (oder Runden) des iterativen Prozesses zu genügen.
Es ist wünschenswert, dass die anfängliche Lösung FI[0] unter der für die Anzeige auf dem ersten Schirm 31 erforderlichen Begrenzungsbedingung bestimmt wird. obgleich dies in 5 nicht illustriert ist, ist es möglich, den Prozess durch den Generator 12 für ein geschichtetes Bild durchzuführen, nachdem die Begrenzungsbedingung, die durch Formel 13 angezeigt wird, in der Begrenzungsbedingungs-Anwendungseinheit 13 auf die von dem Generator 11 für die anfängliche Lösung erzeugte anfängliche Lösung FI[0] angewendet wurde. Wenn jedoch die anfängliche Lösung FI[0] durch das vorgenannte Verfahren erzeugt wird, bewirkt, da die anfängliche Lösung FI[0] natürlich innerhalb des Bereichs der Begrenzungsbedingung bestimmt wird, das Anwenden der Formel 13 auf die anfängliche Lösung FI[0] keine Änderung.
<5> ST8: Setzen der Prozessbeendigungsbedingung
Als Bewertung der Prozessbeendigungsbedingung, die durch die Steuervorrichtung 14 für den iterativen Prozess durchgeführt wird, ist es möglich, unter Verwendung der erzeugten internen Daten FI[i] und BI[i] die Bilder L' und R', die von beiden Augen des Betrachters betrachtet werden, zu bestimmen, weiterhin Unterschiede zwischen den Bildern L' und R' und den anzuzeigen binokularen Parallaxebildern L und R zu bestimmen, und eine Bedingung zu bewerten, dass beide Differenzen unterhalb eines vorbestimmten Werts sind. In diesem Fall müssen die binokularen Parallaxebilder L und R in die Steuervorrichtung 14 für den iterativen Prozess eingegeben werden.
Es ist auch möglich, eine Differenz zwischen den erzeugten internen Daten FI[i] und den internen Daten FI[i – 1], die in der vorhergehenden Runde erzeugt wurden, zu bestimmen und eine Bedingung, dass die Differenz unterhalb eines vorbestimmten Werts ist, zu bewerten.
Weiterhin ist es möglich, eine Bedingung, dass sowohl die Differenz zwischen den internen Daten FI[i] und FI[i – 1] als auch die Differenz zwischen den internen Daten BI[i] und BI[i – 1] unterhalb eines vorbestimmten Werts sind, zu bewerten.
Als die vorbestimmten Werte können beliebige Werte verwendet werden.
7 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Differenz zwischen dem Bild L' und dem binokularen Parallaxebild L und der Anzahl von Iterationen des iterativen Prozesses bei dem ersten Ausführungsbeispiel illustriert. 7 hat eine horizontale Achse, die die Anzahl n von Iterationen des iterativen Prozesses anzeigt. 7 hat eine vertikale Achse, die die Differenz d anzeigt. Wie in 7 illustriert ist, stellt die Differenz d eine Kurve derart dar, dass, wenn die Anzahl von Iterationen des iterativen Prozesses zunimmt, die Differenz d abnimmt, um sich allmählich einem Versetzungswert Ofst von einer anfänglichen Differenz d1, wenn n = 1 ist, anzunähern. Mit Bezug auf diese Kurve wird ein Schwellenwert Th als der vorbestimmte Wert gesetzt, und wenn die Differenz d unter den Schwellenwert Th fällt, das heißt, wenn die Anzahl von Iterationen des iterativen Prozesses gleich n1 ist, wird der Prozessbeendigungsbedingung genügt.
In der Steuervorrichtung 14 für den iterativen Prozess werden, wenn die Anzahl von Iterationen des iterativen Prozesses zunimmt, genauere Schirmbilder erhalten. Somit nimmt, wenn der als der vorbestimmte Wert gesetzte Schwellenwert Th abnimmt, die Anzahl von Iterationen des iterativen Prozesses zu, und genauere Schirmbilder werden erhalten, aber der Verarbeitungsaufwand nimmt zu. Umgekehrt nimmt, wenn der als der vorbestimmte Wert gesetzte Schwellenwert Th zunimmt, die Anzahl von Iterationen des iterativen Prozesses ab und auch der Verarbeitungsaufwand nimmt ab, aber die Genauigkeit der Schirmbilder ab. Aus dem Vorstehenden ergibt sich, dass durch Einstellen des vorbestimmten Werts es möglich ist, den Verarbeitungsaufwand und die Genauigkeit der Schirmbilder zu steuern.
Wenn jedoch ein beliebiger Wert als der vorbestimmte Wert verwendet wird, besteht ein Problem dahingehend, dass, da die Größe der Differenz von den eingegebenen binokularen Parallaxebildern abhängt, die Anzahl von Iterationen des iterativen Prozesses bis zur Beendigung des Prozesses stark mit den eingegebenen binokularen Parallaxebildern variiert.
Die Eingabe-/Ausgabe-Charakteristik (Form) der in 7 illustrierten Kurve ändert sich nicht stark mit den eingegebenen binokularen Parallaxebildern. Jedoch können die absoluten Werte der anfänglichen Differenz d1 und des Versetzungswerts Ofst stark mit den eingegebenen binokularen Parallaxebildern variieren. Somit kann, wenn ein vorbestimmter Wert als der Schwellenwert Th gesetzt wird, die Anzahl von Iterationen des iterativen Prozesses, bis der Prozessbeendigungsbedingung genügt ist, anomal groß oder klein sein, in Abhängigkeit von den eingegebenen Bildern, und folglich variiert die Genauigkeit der Schirmbilder.
Wenn eine Differenz zwischen den internen Daten FI[i] und FI[i – 1] oder eine Differenz zwischen den internen Daten BI[i] und BI[i – 1] anstelle der Differenz zwischen dem Bild L' und dem binokularen Parallaxebild L oder der Differenz zwischen dem Bild R' und dem binokularen Parallaxebild R verwendet wird, ist der Versetzungswert Ofst ein kleiner Wert nahe 0, aber der absolute Wert der anfänglichen Differenz d1 kann in Abhängigkeit von den eingegebenen binokularen Parallaxebildern groß sein.
Um dieses Problem zu lösen, kann beispielsweise für die internen Daten FI[i], mit einer Differenz zwischen FI[2] und FI[1] als einer Bezugsgröße, ein Wert, der durch Multiplizieren der Differenz mit einem Verhältnis erhalten wurde, als der vorbestimmte Wert verwendet werden. In gleicher Weise kann für die internen Daten BI[i] mit einer Differenz zwischen BI[2] und BI[1] als einer Bezugsgröße, ein Wert, der durch Multiplizieren der Differenz mit einem Verhältnis erhalten wurde, als der vorbestimmte Wert verwendet werden.
Wie in dem Fall der Verwendung eines beliebigen Werts als des vorbestimmten Werts nimmt, wenn das vorgenannte Verhältnis zunimmt, die Anzahl von Iterationen des iterativen Prozesses, bis der Prozessbeendigungsbedingung genügt ist, ab. Wenn das vorgenannte Verhältnis abnimmt, nimmt die Anzahl von Iterationen des iterativen Prozesses, bis der Prozessbeendigungsbedingung genügt ist, zu. Jedoch werden in diesem Fall genaue Schirmbilder erhalten.
Durch Verwendung eines Werts als des vorbestimmten Werts, der durch Multiplizieren der Differenz, die anfänglich in dem iterativen Prozess erhalten wurde, mit dem Verhältnis erhalten wird, ist es möglich, den Schwellenwert Th mit Bezug auf die in 7 illustrierte Kurve angemessen zu setzen, ungeachtet des absoluten Werts der anfänglichen Differenz d1. Die Veränderung der Anzahl von Iterationen des iterativen Prozesses, bis der Prozessbeendigungsbedingung genügt ist, mit den eingegebenen Bildern nimmt ab, und folglich wird die Genauigkeit der Schirmbilder stabilisiert. Somit ist der Ausgleich zwischen dem Bearbeitungsaufwand für den iterativen Prozess und einer gewünschten Genauigkeit der Schirmbilder leicht aufrechtzuerhalten.
Ms die Prozessbeendigungsbedingung der Steuervorrichtung 14 für den iterativen Prozess kann der iterative Prozess eine gesetzte Anzahl von Iterationen (z. B. fünfmal) durchgeführt werden. Dies kann den Verarbeitungsaufwand für den iterativen Prozess konstant halten.
Obgleich die Pixel auf der einzigen Linie, die sich in horizontaler Richtung auf jedem Schirm erstreckt, in den 3 und 4 beschrieben wurden, wird der gleiche Prozess auf die Pixel auf allen Linien angewendet. Die internen Daten FI[i] und BI[i] werden durch Durchführen des Prozesses für alle Linien erhalten.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wurden die Vorrichtung und das Verfahren beschrieben, die die binokularen Parallaxebilder unter Verwendung des Stapels von zwei Schirmen anzeigen. Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Wahrnehmung eines 3D-Bilds über die beiden Schirme hinaus. Ein wahrzunehmendes Objekt ist nicht auf einfache Figuren beschränkt, und binokulare Parallaxebilder wie natürliche Bilder mit komplexen Tiefeninformationen können auch angezeigt werden.
Bei einem Verfahren (z. B. Nichtpatentdokument 1), das in der Lage ist, die Tiefe über einen Raum zwischen Schirmen hinaus darzustellen, werden Gleichungen, die durch die Gleichungen 7 und 8 gegeben sind, für sämtliche Pixel von Bildern aufgestellt, wobei die Pixelwerte eines vorderen Schirms und eines hinteren Schirms variabel sind. Wenn die Gruppe von Gleichungen als simultane lineare Gleichungen mit mehreren Unbekannten betrachtet wird, lost das Verfahren diese unter Verwendung eines Optimierungsalgorithmus, wie das Verfahren der kleinsten Quadrate. Die Anzahl der Variablen ist das Zweifache der Anzahl der Pixel, und ein großes lineares Problem der kleinsten Quadrate wird gelöst. Weiterhin ist es, da Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen als die Anzeigevorrichtungen verwendet werden, erforderlich, die Optimierung mit einer Begrenzungsbedingung durchzuführen. Obgleich ein Verfahren, das eine Jacobimatrix-Multiplikationsfunktion zum Durchführen einer Optimierung mit einer Begrenzungsbedingung unter Verwendung von weniger Speicherressourcen vorgeschlagen wurde, erfordert dieses einen komplizierten Prozess im Vergleich mit der vorliegenden Erfindung, und erfordert kostenaufwendige Hardware wie eine GPU, um FI und BI schnell zu bestimmen.
Andererseits bestimmt die vorliegende Erfindung das auf dem ersten Schirm anzuzeigende Bild FI und das auf dem zweiten Schirm anzuzeigende Bild BI durch Iteration der in den Gleichungen 9 und 13 gezeigten Prozesse, um die binokularen Parallaxebilder unter Verwendung der geschichteten Schirme darzustellen. Die in den Gleichungen 9 und 13 gezeigten Prozesse sind jeweils ein Prozess des Verschiebens und Subtrahierens eines Bilds und des Bestimmens eines Durchschnitts, und jeder kann als ein einfacher und verständlicher Prozess angesehen werden.
Weiterhin ist der in 6 illustrierte Prozessablauf ein Prozess, der zum Durchführen einer aufeinanderfolgenden Verarbeitung der Pixel der eingegebenen Bilder entlang einer Abtastrichtung geeignet ist. Da er für eine aufeinanderfolgende Verarbeitung geeignet ist, kann er unter Verwendung eines statischen Speichers mit wahlfreiem Zugriff und geringer Kapazität (SRAM) anstelle eines dynamischen Speichers mit wahlfreiem Zugriff und hoher Kapazität (DRAM), in einem feldprogrammierbaren Gate Array (FPGA), einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) oder dergleichen implementiert werden.
Er kann auch als Software implementiert werden, die auf einem Mikrocomputer abläuft, anstelle von Hardware wie eines FPGA oder einer ASIC.
Bei der vorliegenden Erfindung wird die Begrenzungsbedingung in jeder Runde des iterativen Prozesses angewendet. Somit wird der iterative Prozess innerhalb des Bereichs durchgeführt, innerhalb dessen Bilder dargestellt werden können, wodurch es möglich wird, die Bilder FI und BI zu bestimmen, ohne den Kontrast von von dem Betrachter betrachteten Bildern zu verschlechtern.
Als eine Polarisationsfilm-Konfiguration für Flüssigkristallschichten, die eine andere als die nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist, sind beispielsweise in dem Nichtpatentdokument 1 Polarisationsfilme nicht nur an einer vordersten Oberfläche und einer hintersten Oberfläche eines Stapels von Flüssigkristallschichten angeordnet, sondern auch zwischen den gestapelten Flüssigkristallschichten, so dass die Polarisationsfilme sich aufeinanderfolgend von der hintersten Oberfläche aus um einen Winkel von 90 Grad unterscheiden. Bei dieser Stapelweise dämpft jede der gestapelten Flüssigkristallschichten die Intensität des Lichts, und die Intensität des Lichts, das die Augen eines Betrachters erreicht, wird durch Multiplizieren der optischen Durchlässigkeiten der jeweiligen Flüssigkristallschichten bestimmt. Durch Ausnutzen des Vorteils des Umstands, dass eine Multiplikationsgleichung durch Logarithmieren in eine Additionsgleichung transformiert werden kann, ist es möglich, das die Augen des Betrachters 25 erreichende Licht durch eine Gleichung darzustellen, die ähnlich der in dem Fall der Addition der Polarisationswinkel ist.
Wenn die Augen erreichendes Licht durch eine Additionsgleichung dargestellt werden kann, ist die vorliegende Technik anwendbar. Somit kann eine Konfiguration wie die vorgenannte aus Polarisationsfilmen für Flüssigkristallschichten, die andere als die des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind, verwendet werden.
Die vorliegende Technik ist auch anwendbar, wenn zwei Schirme in einer übereinanderliegenden Weise unter Verwendung eines Halbspiegels oder dergleichen angezeigt werden. Die Verwendung des Halbspiegels ermöglicht, dass die Augen erreichendes Licht durch Addition der Helligkeiten der beiden Schirme dargestellt wird. Die Verwendung eines Halbspiegels ermöglicht andere Anzeigevorrichtungen als Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen, z. B. nichtdurchlässige Anzeigevorrichtungen wie organische EL-Anzeigevorrichtungen oder Plasma-Anzeigevorrichtungen, um eine geschichtete Anzeige durchzuführen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel bestimmt der Generator 11 für eine anfängliche Lösung die internen Daten FI[0] des ersten Schirmbilds als die anfängliche Lösung des iterativen Prozesses. Hierdurch hat die in den binokularen Parallaxebildern enthaltende Parallaxekomponente die Tendenz, in den internen Daten BI[1] des zweiten Schirmbilds zu erscheinen. Somit hat die Parallaxekomponente die Tendenz, in dem auf dem zweiten Schirm anzuzeigenden Bild BI zu erscheinen. Die Parallaxekomponente ist eine Komponente entsprechend der Differenz zwischen dem Linksaugenbild L und dem Rechtsaugenbild R und erscheint als doppelte Bilder. Das Anzeigen eines Bilds enthaltend doppelte Bilder auf dem ersten Schirm, der sich auf der Seite nahe des Betrachters befindet, kann die Sichtbarkeit verschlechtern. Das Anzeigen eines Bilds enthaltend doppelte Bilder auf dem zweiten Schirm, der sich auf der von dem Betrachter entfernten Seite befindet, kann die Verschlechterung der Sichtbarkeit unterdrücken.
Wenn dies annehmbar ist, ist es möglich, interne Daten BI[0] des zweiten Schirmbilds anstelle von FI[0] in dem Generator 11 für die anfängliche Lösung zu bestimmen, und in der nachfolgenden Verarbeitung ST4 und ST6 miteinander auszutauschen, FI[1] aus BI[0] zu bestimmen, eine Begrenzungsbedingung zum Bestimmen von FIc[1] anzuwenden, BI[1] aus FIc[1] zu bestimmen, und eine Begrenzungsbedingung zum Bestimmen von BIc[1] anzuwenden. Die internen Daten BI[0] des zweiten Schirmbilds können in der gleichen Weise wie beispielsweise die internen Daten FI[0] des ersten Schirmbilds bestimmt werden.
Zweites Ausführungsbeispiel
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel wird eine 3D-Bildanzeigevorrichtung mit einem erweiterten Sichtbereich, in welchem ein Betrachter eine stereoskopische Wahrnehmung hat, beschrieben. Die Konfiguration der 3D-Bildanzeigevorrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die gleiche wie die bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebene, so dass ihre Beschreibung weggelassen wird, und nur die Teile, die sich von denjenigen bei dem ersten Ausführungsbeispiel unterscheiden, werden beschrieben.
In dem ersten Ausführungsbeispiel wurde ein Verfahren des Anzeigens von binokularen Parallaxebildern zu dem linken und dem rechten Auge eines Betrachters beschrieben. in diesem Fall besteht das Problem, dass der Sichtbereich, innerhalb dessen der Betrachter eine stereoskopische Wahrnehmung haben kann, auf einen Bereich vor der 3D-Bildanzeigevorrichtung 20 begrenzt ist.
Durch Empfangen binokularer Parallaxebilder und eines mittleren Betrachtungsbilds und Erzeugen der Bilder FI und BI derart, dass Bilder von drei Betrachtungspunkten in Richtungen des linken und des rechten Auges eines Betrachters sowie einer mittleren Richtung angezeigt werden, ist es möglich, den Sichtbereich, innerhalb dessen der Betrachter eine stereoskopische Wahrnehmung haben kann, zu erweitern.
Ein mittlerer Betrachtungspunkt bezieht sich auf einen Betrachtungspunkt, bei dem angenommen wird, dass sich ein Auge in der Mitte zwischen dem linken und dem rechten Auge eines Betrachters befindet. Das mittlere Betrachtungsbild bezieht sich auf ein Bild, das durch Erfassen eines Objekts von dem mittleren Betrachtungspunkt aus erfasst wird.
8 illustriert eine Situation, in der binokulare Parallaxebilder und ein mittleres Betrachtungsbild unter Verwendung eines Stapels aus Schirmen angezeigt werden. In 8 kann zusätzlich zu den in 2 illustrierten Richtungen des linken Auges und des rechten Auges ein mittleres Betrachtungsbild 71 von einem mittleren Betrachtungspunkt 70 aus betrachtet werden. Ein Verfahren des Betrachtens des mittleren Betrachtungsbilds 71 von dem mittleren Betrachtungspunkt 70 aus zusätzlich zu den Richtungen des linken Auges und des rechten Auges wird nachfolgend beschrieben.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel werden binokulare Parallaxebilder (ein Linksaugenbild L und ein Rechtsaugenbild R) und ein mittleres Betrachtungsbild C in die Eingangseinheit 10 der Bildverarbeitungsvorrichtung 24 eingegeben. Dann werden die Bilder FI und BI erzeugt, indem der Prozess des in 6 illustrierten Flussdiagramms in dem Generator 11 für die anfängliche Lösung, dem Generator 12 für das geschichtete Bild, der Begrenzungsbedingungs-Anwendungseinheit 13 und der Steuervorrichtung 14 für den iterativen Prozess durchgeführt wird, und die Flüssigkristallschichten 21 und 22 werden gesteuert, um diese anzuzeigen.
<1> ST4: Erzeugung von internen Daten BI[i]
Ein Prozess des Erzeugens interner Daten BI[i] unter Verwendung der binokularen Parallaxebilder und der anfänglichen Lösung FI[0] oder der internen Daten FI[i] in dem Generator 12a1 für interne Daten BIPR[i] wird beschrieben.
9 wid erhalten durch Hinzufügen eines Bilds, das von einer mittleren Betrachtungsrichtung 8C aus betrachtet wird, zu 3, die die unter den Winkeln θL und θR in Bezug auf Pixel der gestapelten Schirme betrachteten Bilder darstellt, θC ist ein Winkel von im Wesentlichen 0°.
Licht in der mittleren Betrachtungsrichtung θC hängt von der Drehung von polarisiertem Licht an dem Pixel 407 und einem Pixel θL auf einer Sichtlinie 80 ab. Die Position des mittleren Betrachtungsbilds, das auf der Sichtlinie 80 betrachtet wird, ist ein Projektionspunkt 82, und der Pixelwert hiervon wird durch C(x) bezeichnet. Wenn der Pixelwert C(x) der folgenden Beziehung genügt, ist es möglich, das mittlere Betrachtungsbild C in der mittleren Betrachtungsrichtung θC unter Verwendung des Stapels von Schirmen anzuzeigen. Interne Daten des Pixelwerts C(x) werden durch C[i](x) bezeichnet. C[i](x) = FI[i](x) + BI[i](x) (Gleichung 14)
Eine Transformation von Gleichung 14 ergibt die Gleichung 15. BI[i](x) = C[i](x) – FI[i](x) (Gleichung 15)
Wenn BI(x) so bestimmt werden kann, dass Gleichung 15 zusätzlich zu den in dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Gleichungen 7 und 8 genügt ist, ist es möglich, die binokularen Parallaxebilder und das mittlere Betrachtungsbild durch die 3D-Bildanzeigevorrichtung 20 anzuzeigen.
Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel kann die jeweils rechte Seite der Gleichungen 7, 8 und 15 eindeutig bestimmt werden. Andererseits kann BI[i](x) nur einen Wert annehmen, und es ist erforderlich, drei Werte, die aus den drei Gleichungen erhalten wurden, zu verwenden, um den Pixelwert BI[i](x) der zu berechnenden internen Daten zu bestimmen. Ein Verfahren ist das Bestimmen eines Durchschnitts der drei Werte als den Pixelwert BI[i](x) der internen Daten. BI[i](x) = {L(x – s) – FI[i](x – 2·s)} + {R(x + s) – FI[i](x + 2·s)} + {C(x) – FI[i](x)} / 3 (Gleichung 16)
Ein anderes Verfahren ist das Bestimmen eines gewichteten Durchschnitts der drei Werte. Wenn ein Gewicht für das Linksaugenbild L gleich α ist, ein Gewicht für das Rechtsaugenbild R gleich β ist, und ein Gewicht für das mittlere Betrachtungsbild C gleich γ ist, ist der Pixelwert BI[i](x) der durch gewichtete Durchschnittsberechnung bestimmten internen Daten durch die folgende Gleichung gegeben.
BI[i](x) = α × {L(x – s) – FI[i](x – 2·s)} + β × {R( x +s) – FI[i](x + 2·s)} + γ × {C(x) – FI{i](x)} / (α + β + γ) (Gleichung 17)
Die Gewichte bei der Bestimmung des gewichteten Durchschnitts sind Gewichte für die jeweiligen Bilder, die in dem Pixelwert BI[i](x) der internen Daten reflektiert sind. Wenn beispielsweise die Gewichte α und β auf verschiedene Werte gesetzt sind, werden die binokularen Parallaxebilder einander unterschiedlich gewichtet und in dem Pixelwert BI[i](x) der internen Daten reflektiert, und somit kann der Pixelwert BI[i](x) der internen Daten die Parallaxe ungenau wiedergeben. Somit ist es wünschenswert, dass die Gewichte α und β auf denselben Wert gesetzt sind.
Es ist wünschenswert, dass das Gewicht γ auf einen Wert gesetzt ist, der kleiner als das oder gleich dem Gewicht α oder β ist. Wenn das Gewicht γ groß ist, kann eine Komponente der binokularen Parallaxebilder, die in dem Pixelwert BI[i](x) der internen Daten reflektiert ist, klein sein. Der Betrachter nimmt dann einen stereoskopischen Effekt wahr, der schwächer als der ursprüngliche stereoskopische Effekt, der in den binokularen Parallaxebildern enthalten ist, ist.
Die internen Daten BI[i] können durch Verwendung von Gleichung 6, 17 oder dergleichen berechnet werden, um Werte für alle Pixel in dem auf dem zweiten Schirm anzuzeigenden Bild zu bestimmen.
<2> ST6: Erzeugung von internen Daten FI[i]
Ein Prozess des Erzeugens von internen Daten FI[i] unter Verwendung der binokularen Parallaxebilder und der internen Daten BI[i] in dem Generator 12b1 für interne Daten FIPR[i] wird beschrieben. Eine Transformation der Gleichung 14 ergibt die Gleichung 18. FI[i](x) = CI[i](x) – BI[i](x) (Gleichung 18)
Wenn der Pixelwert FI[i](x) der internen Daten so bestimmt werden kann, dass den in dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Gleichungen 10 und 11 und der Gleichung 18 genügt ist, ist es möglich, die binokularen Parallaxebilder und das mittlere Betrachtungsbild durch die 3D Bildanzeigevorrichtung 20 anzuzeigen.
Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel können die rechten Seiten der Gleichungen 10, 11 und 18 eindeutig bestimmt werden. Andererseits kann FI[i](x) der internen Daten nur einen Wert annehmen, und es ist erforderlich, drei von den drei Gleichungen erhaltenen Werte zu verwenden, um den Pixelwert FI[i](x) der zu berechnenden internen Daten zu bestimmen. Ein Verfahren besteht in dem Bestimmen eines Durchschnitts der drei Werte als den Pixelwert FI(i)(x) der internen Daten.
FI[i](x) = {L(x + s) – BI[i](x + 2·s)} + {R(x – s) – BI[i](x – 2·s)} + {C(x) – BI[i](x)} / 3 (Gleichung 19)
Ein anderes Verfahren ist das Bestimmen eines gewichteten Durchschnitts der drei Werte. Der Pixelwert FI[i](x) der durch gewichtete Durchschnittsberechnung bestimmten internen Daten ist durch die folgende Gleichung gegeben. Für die Gewichte α, β und γ ist es möglich, die gleiche Bedingung wie in dem Fall des Bestimmens des Pixelwerts BI[i](x) der internen Daten anzuwenden.
FI[i](x) = α × {L(x + s) – BI[i](x + 2·s)} + β × {R(x – s) – BI[i](x – 2 s)} + γ × {C(x) – BI[i](x)} / (α + β + γ) (Gleichung 20)
Die internen Daten FI[i] können durch Verwendung der Gleichung 19, 20 oder dergleichen berechnet werden, um Werte für sämtliche Pixel des auf dem ersten Schirm anzuzeigenden Bilds zu bestimmen.
<3> Anwendung der Begrenzungsbedingung
Diese ist die Gleiche wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, und daher wird ihre Beschreibung weggelassen.
<4> Erzeugung der anfänglichen Lösung FI[0]
Der Generator 11 für die anfängliche Lösung erzeugt anhand der eingegebenen binokularen Parallaxebilder (Linksaugenbild L und Rechtsaugenbild R) und des mittleren Betrachtungsbilds C die anfängliche Lösung FI[0], die auf dem ersten Schirm 31 als eine anfängliche Lösung anzuzeigen ist. Der Generator 11 für die anfängliche Lösung erzeugt anhand von Daten von mehreren eingegebenen Bildern interne Daten von auf Schirmen anzuzeigenden Schirmdaten mit Ausnahme von Enddaten eines Endbilds. Hier sind die ”internen Daten eines Endbilds” gleich BI[i], und die ”internen Daten von Schirmbildern, die auf Schirmen anzuzeigen sind, mit Ausnahme von internen Daten eines Endbilds” gleich FI[0].
Ein Verfahren des Erzeugens der anfänglichen Lösung FI[0] ist die Bestimmung des mittleren Betrachtungsbilds C als die anfängliche Lösung FI[0].
Ein anderes Verfahren des Erzeugens der anfänglichen Losung FI[0] ist die Bestimmung eines Durchschnitts des Linksaugenbilds L, des Rechtsaugenbilds R und des mittleren Betrachtungsbilds C als die anfängliche Lösung FI[0].
Noch ein anderes Verfahren des Erzeugens der anfänglichen Lösung FI[0] ist die Verwendung einer Tiefenkarte. Die Tiefenkarte zeigt einen Tiefenwert jedes Pixels in einem Bild an und zeigt Werte auf der Tiefenkoordinatenachse in 9 an. Bei einem Verfahren kann die Tiefenkarte erzeugt werden anhand einer Parallaxeverteilung, die anhand des Linksaugenbilds L und des Rechtsaugenbilds R berechnet werden kann. Es gibt eine Kamera, die in der Lage ist, gleichzeitig ein Bild und eine Tiefenkarte eines Objekts zu erfassen, und es ist auch möglich, die binokularen Parallaxebilder, das mittlere Betrachtungsbild und die Tiefenkarte in die Bildverarbeitungsvorrichtung 24 einzugeben.
Ein Verfahren des Verwendens einer Tiefenkarte ist die Bestimmung, als der anfänglichen Lösung FI[0], eines Bilds, das durch Multiplizieren des Graupegels jedes Pixels des mittleren Betrachtungsbilds C mit einem Verhältnis auf der Grundlage der durch die Tiefenkarte angezeigten Tiefenkoordinate und des Abstands zu dem ersten Schirm erhalten wird.
Durch Verwendung der Tiefenkarte ist es möglich, die anfängliche Lösung so zu setzen, dass ein vorderer Teil eines anzuzeigenden Objekts durch den ersten Schirm angezeigt wird, und ein hinterer Teil des Objekts durch den zweiten Schirm angezeigt wird. Hierdurch ist es möglich, dem Benutzer ein natürlicheres 3D-Bild anzuzeigen und die Anzahl von Iterationen des Prozesses bis zur Konvergenz in dem iterativen Prozess zu verringern.
<5> Setzen der Prozessbeendigungsbedingung
Die Bewertung der Prozessbeendigungsbedingung durch die Steuervorrichtung 14 für den iterativen Prozess kann wie folgt sein. Zuerst werden die Bilder L' und R', die von beiden Augen des Betrachters betrachtet werden, und ein Bild C', das in der mittleren Richtung betrachtet wird, unter Verwendung der erzeugten Daten FI[i] und BI[i] bestimmt. Dann werden eine Differenz zwischen dem Bild L' und dem anzuzeigenden Parallaxebild L, eine Differenz zwischen dem Bild R' und dem anzuzeigenden Parallaxebild R und eine Differenz zwischen dem Bild C' und dem anzuzeigenden mittleren Betrachtungsbild C bestimmt. Dann wird eine Bedingung, dass alle Differenzen unter einem vorbestimmten Wert sind, als die Prozessbeendigungsbedingung verwendet.
Die Bewertung der Prozessbeendigungsbedingung kann unter Verwendung der gleichen Bedingung wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel durchgeführt werden.
Im zweiten Ausführungsbeispiel wurden die Vorrichtung und das Verfahren beschrieben, bei denen die binokularen Parallaxebilder und das mittlere Betrachtungsbild unter Verwendung des Stapels aus zwei Schirmen angezeigt werden. Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Wahrnehmung eines 3D-Bilds über die beiden Schirme hinaus, und eine Erweiterung des Betrachtungsbereichs, innerhalb dessen der Betrachter eine stereoskopische Wahrnehmung haben kann.
Der Grund, weshalb der Betrachtungsbereich erweitert wird, liegt darin, dass die Hinzufügung des mittleren Betrachtungsbilds den Betrachter geneigter macht, die Bilder auf den gestapelten Schirmen in einer verschmolzenen Weise zu betrachten.
Wenn das geschichtete Bild aus nur den binokularen Parallaxebildern erzeugt wird, ist ein Bild, das von dem Betrachter von dem mittleren Betrachtungspunkt θC aus betrachtet werden kann, der genau in der Mitte zwischen den Winkeln θL und θR liegt, nicht ein Durchschnitt des Linksaugenbilds L und des Rechtsaugenbilds R, und es ist ein Bild, in welchem beide gemischt sind. Wenn sich somit der Betrachter beispielsweise nach links bewegt, so dass das rechte Auge des Betrachters sich auf der Sichtlinie 80 des mittleren Betrachtungspunkts θC befindet, sieht das rechte Auge des Betrachters die gemischten Bilder, so dass der Betrachter nicht die Bilder für das linke und das rechte Auge in einer verschmolzenen Weise sehen kann und keine stereoskopische Wahrnehmung haben kann.
Das Hinzufügen des mittleren Betrachtungsbilds zwischen den Winkeln θL und θR zu den anzuzeigenden Objekten ergibt den folgenden Vorteil. Die Kontinuität der Anzeige zwischen den Winkeln θL und θR wird aufrechterhalten. Wenn sich der Betrachter in einer Links-Rechts-Richtung bewegt, kann der Betrachter ein normales Bild, das ein Objekt darstellt, von dem mittleren Betrachtungspunkt θC aus sehen, was die Verschmelzungssicht aufrechterhält und dem Betrachter wahrscheinlicher eine stereoskopische Wahrnehmung vermittelt. Derart können, um den Betrachtungsbereich des Betrachters zu erweitern, Bilder von mehr Betrachtungspunkten mit Abständen von feinen Winkeln angezeigt werden.
Andererseits hat das Anzeigen von Bildern von vielen Betrachtungspunkten den Nachteil der Verschlechterung der Bildschärfe. Der Prozess des Bestimmens von FI[i] und BI[i] durch den Generator 12 für das geschichtete Bild enthält das Nehmen eines Durchschnitts oder eines gewichteten Durchschnitts der Bilder der jeweiligen Betrachtungspunkte. Ein Vorgang des Nehmens eines Durchschnitts oder eines gewichteten Durchschnitts hat eine Tiefpass-Filterwirkung, die ein Verschwimmen des Bilds und eine Verschlechterung der Schärfe bewirkt.
Somit zeigt das zweite Ausführungsbeispiel Bilder der drei Betrachtungspunkte an: den Linksaugen-Betrachtungspunkt, den Rechtsaugen-Betrachtungspunkt und den mittleren Betrachtungspunkt. Hierdurch ist es möglich, den Betrachtungsbereich, innerhalb dessen der Betrachter eine stereoskopische Wahrnehmung haben kann, zu erweitern und eine Anzeige durchzuführen, während die Bildschärfe erhalten bleibt.
Die Anzahl von Anzeigebetrachtungspunkten ist nicht auf drei beschränkt. Das Hinzufügen eines Betrachtungsbilds in einer Richtung eines Winkels, der größer als der Winkel θL oder θR ist, hat den Vorteil der Erweiterung des Betrachtungsbereichs.
Wenn die Anzahl von Betrachtungspunkten erhöht wird, sollte die Größe der Winkel zwischen den Betrachtungspunkten berücksichtigt werden. Wenn der Abstand zwischen Betrachtungspunkten groß ist, wird ein Bild, das durch die Fusionssicht beeinträchtigt wird, einem Betrachter zwischen den Betrachtungspunkten angezeigt. Es ist erforderlich, die Anzahl von Betrachtungspunkten mit kleinen Abständen zu erhöhen.
Um die Bildschärfe zu erhalten, ist es möglich, die Position eines Betrachters zu erfassen und anzuzeigende Betrachtungsbilder gemäß der erfassten Richtung des Betrachters auszuwählen, In diesem Fall werden Mehrfachbilder und Informationen über die erfasste Position des Betrachters in die Bildverarbeitungsvorrichtung 24 eingegeben und angemessen verarbeitet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es durch Verwenden eines einfachen Prozesses mit einem verringerten Rechenaufwand durch Anwendung des iterativen Prozesses möglich, Hardware mit geringem Aufwand zu verwenden.
Drittes Ausführungsbeispiel
Bei einem dritten Ausführungsbeispiel wird eine 3D-Bildanzeigevorrichtung, die durch Hinzufügen eines dritten Flüssigkristallschirms zu der in dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Vorrichtung erhalten wird, beschrieben. Obgleich die Konfiguration der 3D-Bildanzeigevorrichtung nach dem dritten Ausführungsbeispiel von der in dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen verschieden ist, wird die Beschreibung der gleichen Elemente weggelassen, und nur Teile, die sich von denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels unterscheiden, werden beschrieben.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wurde ein Verfahren zum Anzeigen binokularer Parallaxebilder in Richtungen des linken und des rechten Auges eines Betrachters unter Verwendung von zwei Flüssigkristallschirmen beschrieben.
Das Hinzufügen des dritten Flüssigkristallschirms erhöht die Anzahl von Anzeigepixeln, die auf einer Sichtlinie existieren, und erhöht die Anzahl von Werten, die jedes Pixel annehmen kann, und hierdurch können Fehler in dem iterativen Prozess verringert werden, wodurch die Qualität der von dem Betrachter wahrgenommenen binokularen Parallaxebilder verbessert wird.
10 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Situation illustriert, in der binokulare Parallaxebilder unter Verwendung eines Stapels von Schirmen, der den zusätzlichen dritten Flüssigkristallschirm 90 enthält, angezeigt werden. Der dritte Schirm 90 befindet sich zwischen dem ersten Schirm 31 und dem zweiten Schirm 32, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet werden. Jede von Sichtlinien des linken Auges 33 und des rechten Auges 34 geht durch den ersten Schirm 31, den dritten Schirm 90 und den zweiten Schirm 32 in dieser Reihenfolge hindurch. Ein Verarbeitungsverfahren des Berechnens des Graupegels jedes Pixels des ersten Schirms 31, des dritten Schirms 90 und des zweiten Schirms 32 wird nachfolgend beschrieben.
Der dritte Schirm 90 nach dem dritten Ausführungsbeispiel ist ein Flüssigkristallschirm, an dem keine Polarisationsplatte angebracht ist, und er ist zwischen dem ersten Schirm 31 und dem zweiten Schirm 32 angeordnet. Obgleich dies nicht illustriert Ist, wird eine Flüssigkristallschicht mit dem dritten Schirm durch das Zeichen 920 bezeichnet. Die mit dem zusätzlichen dritten Flüssigkristallschirm versehene 3D-Bildanzeigevorrichtung nach dem dritten Ausführungsbeispiel wird unter Verwendung des Zeichens 20 beschrieben, das das Gleiche ist wie das Zeichen der 3D-Bildanzeigevorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel.
Ähnlich dem Berechnungsverfahren für die Graupegel der Pixel bei dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet das dritte Ausführungsbeispiel auch ein Verfahren des Berechnens einer anfänglichen Lösung und des aufeinanderfolgenden Berechnens der Graupegel der Pixel jedes Schirms. Das dritte Ausführungsbeispiel erzeugt als die anfängliche Lösung interne Daten FI[0] für die Anzeige auf dem ersten Schirm 31 und interne Daten MI[0] für die Anzeige auf dem dritten Schirm 90.
11 ist ein erläuterndes Diagramm, das Bilder illustriert, die in einer Linksaugenrichtung und einer Rechtsaugenrichtung in Bezug auf Pixel der gestapelten Schirme betrachtet werden. 11 ist eine Overheadansicht der 3D-Bildanzeigevorrichtung 20, die von oben betrachtet wird. In 11 stellt die 3D-Bildanzeigevorrichtung 20 Bilder dar, die unter den Winkeln θL und θR in Bezug auf Pixel der gestapelten Schirme betrachtet werden. 11 illustriert die Gruppe von Pixeln 401 der Flüssigkristallschicht 21, die der erste Schirm ist, die Gruppe von Pixeln 402 der Flüssigkristallschicht 22, die der zweite Schirm ist, und eine Gruppe von Pixeln 901 der Flüssigkristallschicht 920, die der dritte Schirm ist. Die Gruppen von Pixeln 401, 402 und 901 sind in der gleichen vertikalen Position. Mit anderen Worten, jede der Gruppen von Pixeln 401, 402 und 901 ist eine Gruppe von Pixeln auf einer Linie, die in der horizontalen Richtung ausgerichtet ist. Der erste Schirm und der zweite Schirm sind in einem vorbestimmten Abstand P gestapelt, und der erste Schirm und der dritte Schirm sind in einem vorbestimmten Abstand U gestapelt. Das heißt, sie wird erhalten durch Hinzufügen der Gruppe von Pixeln 901 auf der Flüssigkristallschicht 90, die der dritte Schirm Ist, an einer vorbestimmten Position zu der in 3 illustrierten und in dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen 3D-Bildanzeigevorrichtung. Die Illustration des Hintergrundlichts 415 ist in 11 weggelassen.
Nachfolgend wird Licht, das durch das Pixel 407, das sich an der horizontalen Koordinate x der Gruppe von Pixeln 401 der Flüssigkristallschicht 21 befindet, betrachtet wird, mit Bezug auf 11 beschrieben. In dem dritten Ausführungsbeispiel wird ein Fall, in welchem der vorbestimmte Abstand U genau die Hälfte des vorbestimmten Abstands P ist, als ein Beispiel beschrieben. Der vorbestimmte Abstand U kann andere Längen haben.
Licht von den Schirmen zu dem linken Auge, das durch die Sichtlinie 405 des linken Auges dargestellt ist, hängt von der Drehung von polarisiertem Licht an dem Pixel 407, einem Pixel 903 und dem Pixel 409 auf der Sichtlinie 405 ab. Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, ist, wenn die horizontale Koordinate des Pixels 407 als x angenommen wird, die horizontale Koordinate des Pixels 409 auf der Flüssigkristallschicht 22, die der zweite Schirm ist, durch x + 2·s unter Verwendung des durch Gleichung 2 erhaltenen Abstands s gegeben. Weiterhin ist, da der vorbestimmte Abstand U die Hälfte des vorbestimmten Abstands P ist, die horizontale Koordinate des Pixels 903 auf dem dritten Schirm 90 durch x + s gegeben.
Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, wird ein Bild, das auf der Flüssigkristallschicht 21 anzuzeigen ist, durch FI bezeichnet, und ein Bild, das auf der Flüssigkristallschicht 22 anzuzeigen ist, wird durch BI bezeichnet. Ein Pixelwert an der horizontalen Koordinate n, der die Modulation von Licht aufgrund der Drehung von polarisiertem Licht an dem Pixel der Flüssigkristallschicht 21 anzeigt, wird durch FI(n) bezeichnet. Ein Pixelwert an der horizontalen Koordinate m, der die Modulation von Licht aufgrund der Drehung von polarisiertem Licht an dem Pixel der Flüssigkristallschicht 22 anzeigt, wird durch BI(m) bezeichnet. Zusätzlich wird ein auf dem dritten Schirm 90 anzuzeigendes Bild durch MI bezeichnet, und ein Pixelwert an der horizontalen Koordinate k wird durch MI(k) bezeichnet.
Ähnlich den Pixelwerten FI(n) und BI(m) ist der Pixelwert MI(k) auch linear zu der Lichthelligkeit. Wenn der Pixelwert MI(k) die Anzeigehelligkeit anzeigt, ist es erforderlich, eine inverse Gammaumwandlung mit einer Charakteristik entgegengesetzt der vorgenannten Gammacharakteristik bei diesen durchzuführen, um sie in Graupegel eines Bilds umzuwandeln.
Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, wird ein Bild, das auf der Sichtlinie 405 des linken Auges betrachtet wird, durch L bezeichnet, und ein Pixelwert, der die Helligkeit eines auf der Sichtlinie 405 des linken Auges betrachteten Pixels anzeigt, wird durch L'(x) unter Verwendung seiner horizontalen Koordinate x bezeichnet. Das Bild L' hat als seine Projektionsebene eine Ebene, die parallel zu den Schirmen ist, sich an der Tiefenkoordinate 0 befindet und in der Mitte zwischen den Schirmen befindet. Ein Pixel des Bilds L', das auf der Sichtlinie 405 des linken Auges betrachtet wird, befindet sich an dem Projektionspunkt 414, und seine horizontale Koordinate ist durch x + s gegeben. in 11 stimmt seine Tiefenkoordinate mit der Tiefenkoordinate der auf dem dritten Schirm 90 angezeigten Pixel überein. Wenn der vorbestimmte Abstand U nicht gleich der Hälfte des vorbestimmten Abstands P ist, stimmen ihre Tiefenkoordinaten nicht überein. Auch brauchen ihre Tiefenkoordinaten nicht übereinzustimmen.
Anhand des Vorstehenden gilt auf der Sichtlinie 405 des linken Auges die folgende Gleichung 21. L'(x + s) = FI(x) + MI(x + s) + BI(x + 2·s) (Gleichung 21)
In gleicher Weise hängt Licht auf der Sichtlinie 406 des rechten Auges von der Drehung von polarisiertem Licht an dem Pixel 407, dem Pixel 408 und einem Pixel 902 auf der Sichtlinie ab. Wenn angenommen wird, dass die horizontale Koordinate des Pixels 407 gleich x ist, ist die horizontale Koordinate des Pixels 408 durch x – 2·s unter Verwendung des durch Gleichung 2 erhaltenen Abstands s gegeben, und die horizontale Koordinate des Pixels 902 ist durch x – s gegeben.
Anhand des Vorstehenden gilt auf der Sichtlinie 406 des rechten Auges die folgende Gleichung 22. R'(x – s) = FI(x) + MI(x – s) + BI(x – 2·s) (Gleichung 22)
Die Gleichungen 21 und 22 zeigen, dass es möglich ist, verschiedene Bilder in der linken und der rechten Richtung unter Verwendung des Stapels von drei Schirmen anzuzeigen.
In gleicher Weise wie die Gleichungen 5 und 6 in dem ersten Ausführungsbeispiel abgleitet wurden, können die nachfolgenden Gleichungen 23 und 24 von Sichtlinien (nicht illustriert) des linken und des rechten Auges, die durch das Pixel auf dem zweiten Schirm 402, das sich an der horizontalen Koordinate x befindet, hindurchgehen, abgeleitet werden. L'(x – s) = FI(x – 2·s) + MI(x – s) + BI(x) (Gleichung 23) R'(x + s) = FI(x + 2·s) + MI(x + s) + BI(x) (Gleichung 24)
Jedoch wird, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel hinsichtlich der Gleichungen 5 und 6 beschrieben ist, die Gleichung 23 erhalten durch Ersetzen von x in Gleichung 21 durch x – 2·s, und es ist offensichtlich, dass die Gleichungen 21 und 23 im Wesentlichen die gleichen sind. In gleicher Weise sind die Gleichungen 22 und 24 im Wesentlichen die Gleichen.
Wenn das Bild L', das auf der Sichtlinie 405 des linken Auges betrachtet wird, und das Bild R', das auf der Sichtlinie 406 des rechten Auges betrachtet wird, binokulare Parallaxebilder sind, kann der Betrachter ein 3D-Bild wahrnehmen. Um dies zu realisieren, erzeugt die Bildverarbeitungsvorrichtung 24 das auf dem ersten Schirm 31 anzuzeigende Bild FI, das auf dem zweiten Schirm 32 anzuzeigende Bild BI und das auf dem dritten Schirm 90 anzuzeigende Bild MI, so dass eingegebene binokulare Parallaxebilder in die Bilder L und R' umgewandelt werden.
12 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer Bildverarbeitungsvorrichtung 924 illustriert. Die Bildverarbeitungsvorrichtung 924 enthält eine Eingangseinheit 910, einen Generator 911 für anfängliche Lösung, einen Generator 912 für ein geschichtetes Bild, eine Steuervorrichtung 914 für einen iterativen Prozess, und eine Ausgangseinheit 915. Der Generator 912 für ein geschichtetes Bild enthält einen Generator 912a für interne Daten BI[i], einen Generator 912c für interne Daten MI[i] und einen Generator 912b für interne Daten FI[i]. 13 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration des Generators 912a für interne Daten BI[i] illustriert. Der Generator 912a für interne Daten BI[i] enthält einen Generator 912a1 für interne Daten BIPR[i] und einen Begrenzer 912a2 für interne Daten BIPR[i]. 14 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration des Generators 912c für interne Daten MI[i] illustriert. Der Generator 912c für interne Daten MI[i] enthält einen Generator 912c1 für interne Daten MIPR[i] und einen Begrenzer 912c2 für interne Daten MIPR[i]. 15 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration des Generators 912b für interne Daten FI[i] illustriert. Der Generator 912b für interne Daten FI[i] enthält einen Generator 912b1 für interne Daten FIPR[i] und einen Begrenzer 912b2 für interne Daten FIPR[i].
16 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozessablauf in der Bildverarbeitungsvorrichtung 924 illustriert. Der Ablauf von dem Start (ST901) des Prozesses zu dem Ende (ST913) des Prozesses wird zusammen mit den Konfigurationen der 12 bis 15 beschrieben. Jedes Element wird später im Einzelnen beschrieben.
Die Eingangseinheit 910 empfängt Mehrfachbilder als eine Eingabe, z. B. binokulare Parallaxebilder, die durch Erfassen eines Objekts erhalten wurden. Die binokularen Parallaxebilder bestehen aus einem Linksaugenbild L und einem Rechtsaugenbild R. Typischerweise zeigt ein Bild einen Graupegelwert jedes Pixels an. Die Graupegelwerte werden verarbeitet, nachdem sie durch Gammaumwandlung oder dergleichen in Werte umgewandelt wurden, die linear zu der von der 3D-Bildanzeigevorrichtung 20 angezeigten Helligkeit sind.
Der Generator 911 für anfängliche Lösung setzt eine Inkrementvariable i zum Steuern eines iterativen Prozesses auf 1 (ST902). Dann bestimmt er anhand der eingegebenen binokularen Parallaxebilder eine anfängliche Lösung FI[0], die interne Daten eines Bilds für den ersten Schirm 31 darstellt, und eine anfängliche Lösung MI[0], die interne Daten eines Bilds für den dritten Schirm 90 darstellt (ST903).
Der Generator 912 für ein geschichtetes Bild empfängt in dem anfänglichen Schritt die binokularen Parallaxebilder und die anfänglichen Lösungen FI[0] und MI[0], die von dem Generator 911 für die anfängliche Lösung erzeugt wurden. Der Generator 912 für ein geschichtetes Bild bestimmt in dem Generator 912a1 für interne Daten BIPR[i] interne Daten BIPR[1] eines auf dem zweiten Schirm 32 anzuzeigenden Bilds unter Verwendung der binokularen Parallaxebilder und der anfänglichen Lösungen FI[0] und MI[0]. Das Vorstehende kann wie folgt mit der Inkrementvariablen i als 1 neu formuliert werden. Der Generator 912 für ein geschichtetes Bild bestimmt in dem Generator 912a1 für interne Daten BIPR[i] interne Daten BIPR[i] eines auf dem zweiten Schirm 32 anzuzeigenden Bilds unter Verwendung der binokularen Parallaxebilder und der anfänglichen Lösungen FI[i – 1] und MI[i – 1] (ST904).
Der Generator 912a1 für interne Daten BIPR[i] sendet dann die bestimmten internen Daten BIPR[i] des auf dem zweiten Schirm 32 anzuzeigenden Bilds zu dem Begrenzer 912a2 für interne Daten BIPR[1], Der Begrenzer 912a2 für interne Daten BIPR[i] wendet eine für die Anzeige auf dem zweiten Schirm 32 erforderliche Begrenzungsbedingung bei den internen Daten BIPR[i] an, um interne Daten BI[i] zu bestimmen. Der Begrenzer 912a2 für interne Daten BIPR[i] gibt die internen Daten BI[i] als ein Ausgangssignal des Generators 912a für interne Daten BI[i] aus (ST905).
Der Generator 912a für die internen Daten BI[i] sendet dann die bestimmten internen Daten BI[i] zu dem Generator 912c1 für die internen Daten MIPR[i]. Der Generator 912c1 für die internen Daten MIPR[i] bestimmt die internen Daten MIPR[i] eines auf dem dritten Schirm 90 anzuzeigenden Bilds unter Verwendung der binokularen Parallaxebilder, der von dem Generator 911 für die anfängliche Lösung erzeugten anfänglichen Lösung FI[0] und der internen Daten BI[i]. Das Vorstehende kann wie folgt mit der Inkrementvariablen i als 1 neu formuliert werden. Der Generator 912cl für die internen Daten MIPR[i] bestimmt die internen Daten MIPR[i] eines auf dem dritten Schirm 90 anzuzeigenden Bilds unter Verwendung der binokularen Parallaxebilder, der von dem Generator 911 für die anfängliche Lösung erzeugten anfänglichen Lösung FI[i – 1] und der internen Daten BI[i] (ST906).
Der Generator 912c1 für die internen Daten MIPR[i] sendet dann die bestimmten internen Daten MIPR[i] des auf dem dritten Schirm 90 anzuzeigenden Bilds zu dem Begrenzer 912c2 für die internen Daten MIPR[i]. Der Begrenzer 912c2 für die internen Daten MIPR[i] wendet eine Begrenzungsbedingung, die für die Anzeige auf dem dritten Schirm 90 erforderlich ist, bei den internen Daten MIPR[i] des auf dem dritten Schirm 90 anzuzeigenden Bilds an, um interne Daten MI[i] zu bestimmen. Der Begrenzer 912c2 für die internen Daten MIPR[i] gibt die internen Daten MI[i] als ein Ausgangssignal des Generators 12c für die internen Daten MI[i] aus (ST907).
Der Generator 912c für die internen Daten MI[i] sendet dann die bestimmten internen Daten MI[i] zu dem Generator 912b1 für die internen Daten FIPR[i]. Der Generator 912b1 für die internen Daten FIPR[i] bestimmt die internen Daten FIPR[i] eines auf dem ersten Schirm 31 anzuzeigenden Bilds unter Verwendung der binokularen Parallaxebilder und der internen Daten BI[i] und MI[i] (ST908).
Der Generator 912b1 für die internen Daten FIPR[i] sendet dann die bestimmten internen Daten FIPR[i] des auf dem ersten Schirm 31 anzuzeigenden Bilds zu dem Begrenzer 912b2 für die internen Daten FIPR[i]. Der Begrenzer 912b2 für die internen Daten FIPR[i] wendet eine Begrenzungsbedingung, die für die Anzeige auf dem ersten Schirm 31 erforderlich ist, bei den internen Daten FIPR[i] des auf dem ersten Schirm 31 anzuzeigenden Bilds an, um die internen Daten FI[i] zu bestimmen. Der Begrenzer 912b2 für die internen Daten FIPR[i] gibt die internen Daten FI[i] als ein Ausgangssignal des Generators 12b für die internen Daten FI[i] aus (ST909).
Der Generator 912b für die internen Daten FI[i] gibt die internen Daten FI[i] zu der Steuervorrichtung 914 für den iterativen Prozess aus. Der Generator 912a für die internen Daten BI[i] gibt die internen Daten BI[i] zu der Steuervorrichtung 914 für den iterativen Prozess aus. Der Generator 912c für die internen Daten MI[i] gibt die internen Daten MI[i] zu der Steuervorrichtung 914 für den iterativen Prozess aus. Somit gibt der Generator 12 für das geschichtete Bild die internen Daten FI[i], BI[i] und MI[i] zu der Steuervorrichtung 914 für den iterativen Prozess aus. Die Steuervorrichtung 914 für den iterativen Prozess bestimmt, ob die eingegebenen Daten einer Prozessbeendigungsbedingung genügen (ST910).
Wenn die Steuervorrichtung 914 für den iterativen Prozess bestimmt, dass der Prozessbeendigungsbedingung nicht genügt ist, addiert die Steuervorrichtung 914 für den iterativen Prozess 1 zu der Inkrementvariablen i zum Steuern des iterativen Prozesses (ST911) und gibt FI[i] und MI[i] zu dem Generator 12 für das geschichtete Bild aus. Der Generator 912 für das geschichtete Bild führt wieder die Prozesse ST904, ST905, ST906, ST907, ST908 und ST909 durch. Jedes Mal, wenn dieser iterative Prozess durchgeführt wird, empfängt der Generator 912 für das geschichtete Bild interne Daten FI[i – 1] des auf dem ersten Schirm 31 anzuzeigenden Bilds und interne Daten MI[i – 1] des auf dem dritten Schirm 90 anzuzeigenden Bilds, und gibt interne Daten BI[i] des auf dem zweiten Schirm 32 anzuzeigenden Bilds, interne Daten FI[i] des auf dem ersten Schirm 31 anzuzeigenden Bilds und interne Daten MI[i] des auf dem dritten Schirm 90 anzuzeigenden Bilds zu der Steuervorrichtung 914 für den iterativen Prozess aus. Wenn die Steuervorrichtung 914 für den iterativen Prozess bestimmt, dass der Prozessbeendigungsbedingung genügt ist, werden die internen Daten FI[i], MI[i] und BI[i], die zu diesem Zeitpunkt endgültig erzeugt wurden, als das auf dem ersten Schirm 31 anzuzeigende Bild FI, das auf dem dritten Schirm 90 anzuzeigende Bild MI und das auf dem zweiten Schirm 32 anzuzeigende Bild BI ausgegeben (ST912), und der Prozess endet (ST913).
Die Bildverarbeitungsvorrichtung 924 führt eine Steuerung zum Anzeigen des auf dem ersten Schirm 31 anzuzeigenden Bilds FI auf der Flüssigkristallschicht 21, eine Steuerung zum Anzeigen des auf dem zweiten Schirm 32 anzuzeigenden Bilds BI auf der Flüssigkristallschicht 22 und eine Steuerung zum Anzeigen des auf dem dritten Schirm 90 anzuzeigenden Bilds MI auf der Flüssigkristallschicht 920 durch. Da die Pixelwerte FI[i](n), MI[i](k) und BI[i](m) der von dem Generator 912 für das geschichtete Bild erzeugten internen Daten zur Anzeigehelligkeit lineare Werte sind, ist es bevorzugt, die Anzeigesteuerung durchzuführen, nachdem sie in Graupegelwerte von Bildern durch inverse Gammaumwandlung oder dergleichen umgewandelt wurden.
Die Prozesse von ST902, ST904, ST905, ST906, ST907, ST908, ST909 und ST910 werden nachfolgend im Einzelnen beschrieben.
<1> ST904: Erzeugen der internen Daten BIPR[i]
Der Prozess des Erzeugens der internen Daten BIPR[i] des zweiten Schirmbilds unter Verwendung der binokularen Parallaxebilder, der anfänglichen Lösung FI[0] oder der internen Daten FI[i – 1] des ersten Schirmbilds, und der anfänglichen Lösung MI[0] oder der internen Daten MI[i – 1) des dritten Schirmbilds in dem Generator 912a1 für die internen Daten BIPR[i] wird beschrieben. Ähnlich dem Bild FI wird für die internen Daten FI[i] ein Pixelwert an der horizontalen Koordinate n durch FI[i](n) bezeichnet. Ähnlich dem Bild MI wird für die internen Daten MI[i] ein Pixelwert an der horizontalen Koordinate k/MI[i][k] bezeichnet. Ähnlich dem Bild BI wird für die internen Daten BIPR[i] ein Pixelwert an der horizontalen Koordinate m/BIPR[i](m) bezeichnet.
Nachfolgende Gleichungen 25 und 26 werden erhalten durch Ersetzen der Pixelwerte der Bilder L' und R', die durch die beiden Schirme betrachtet werden, in den Gleichungen 23 und 24 durch die Pixelwerte des Linksaugenbilds L und des Rechtsaugenbilds R der binokularen Parallaxebilder und Transformieren jedes von diesen derart, dass der Pixelwert BI(x) auf der linken Seite ist. BI(x) = L(x – s) – FI(x – 2·s) – MI(x – s) (Gleichung 25) BI(x) = R(x + s) – FI(x + 2·s) – MI(x + s) (Gleichung 26)
Wenn die Pixelwerte FI[i][x], MI[i][x] und BI[i] so bestimmt werden können, dass den Gleichungen 25 und 26 genügt ist, ist es möglich, die binokularen Parallaxebilder durch die 3D-Bildanzeigevorrichtung 20 anzuzeigen.
In den Gleichungen 25 und 26 können L(x – s) und R(x + s) anhand des jeweils eingegebenen Linksaugenbilds L und Rechtsaugenbilds R bestimmt werden. Die Pixelwerte FI(x – 2·s) und FI(x + 2·s) können anhand der in ST902 erzeugten anfänglichen Lösung FI[0] oder der in ST909 erzeugten internen Daten FI[i – 1] bestimmt werden. Weiterhin können die Pixelwerte MI(x – s) und MI(x + s) anhand der in ST902 erzeugten anfänglichen Lösung MI[0] oder der in ST907 erzeugten internen Daten MI[i – 1] bestimmt werden. Somit können für den Pixelwert BI(x) zwei Werte aus den Gleichungen 25 und 26 erhalten werden.
Der Pixelwert BI(x) kann nur einen Wert annehmen und der Pixelwert BI(x), der beiden Gleichungen 25 und 26 genügt, wird nur erhalten, wenn die aus den Gleichungen 25 und 26 erhaltenen Pixelwerte BI(x) einander gleich sind.
Somit wird ein Durchschnitt der aus den Gleichungen 25 und 26 erhaltenen beiden Werte als der Pixelwert BI(x) bestimmt. Die internen Daten BIPR[i](x) können unter Verwendung des vorgenannten Verfahrens wie in Gleichung 27 gezeigt berechnet werden. BIPR[i](x) = {L(x – s) – FI[i – 1](x – 2·s) – MI[i – 1](x – s)} + {R(x + s) – FI[i – 1](x + 2·s)– MI[i - 1](x – s)} / 2 (Gleichung 27)
Die internen Daten BIPR[i](x) können unter Verwendung von Gleichung 27 berechnet werden, um Werte für alle Pixel in dem auf dem zweiten Schirm anzuzeigenden Bild zu bestimmen.
<2> ST906: Erzeugung der internen Daten MIPR[i]
Der Prozess des Erzeugens der internen Daten MIPR[i] unter Verwendung der binokularen Parallaxebilder und der internen Daten MI[i] in dem Generator 912c1 für die internen Daten MIPR[i] wird beschrieben. Die Gleichungen 28 und 29 werden erhalten durch Einsetzen von x + s = x in die Gleichungen 21 und 24. L'(x) = FI(x – s) + MI(x) + BI(x + s) (Gleichung 28) R'(x) = FI(x + s) + MI(x) + BI(x – s) (Gleichung 29)
Die nachfolgenden Gleichungen 30 und 31 werden erhalten durch Ersetzen der Pixelwerte der Bilder L' und R', die durch zwei Schirme betrachtet werden, in den Gleichungen 28 und 29 durch die Pixelwerte des Linksaugenbilds L und des Rechtsaugenbilds R der binokularen Parallaxebilder und Transformieren jedes von diesen, so dass MI(x) auf der linken Seite ist. MI(x) = L(x) – FI(x – s) – BI(x + s) (Gleichung 30) MI(x) = R(x) – FI(x + s) – BI(x – s) (Gleichung 31)
Wenn die Pixelwerte FI(x), MI(x) und PI(x) so bestimmt werden können, dass den Gleichungen 30 und 31 genügt ist, ist es möglich, die binokularen Parallaxebilder durch die 3D-Bildanzeigevorrichtung 20 anzuzeigen.
In den Gleichungen 30 und 31 können die Pixelwerte L(x) und R(x) anhand der Pixelwerte des eingegebenen Linksaugenbilds L und des eingegebenen Rechtsaugenbilds R bestimmt werden. Die Pixelwerte FI(x – s) und FI(x + s) können anhand der in ST902 erzeugten anfänglichen Lösung FI[0] oder der in ST909 erzeugten internen Daten FI[i – 1] bestimmt werden. Die Pixelwerte BI(x + s) und BI(x – s) können eindeutig bestimmt werden durch Verwendung der in ST905 erzeugten internen Daten BI[i]. Somit können für den Pixelwert MI(x) anhand der Gleichungen 30 und 31 zwei Werte erhalten werden.
Der Pixelwert MI(x) kann nur einen Wert annehmen, und der Pixelwert MI(x), der beiden Gleichungen 30 und 31 genügt, wird nur erhalten, wenn die Pixelwerte MI(x), die aus den Gleichungen 30 und 31 erhalten werden, einander gleich sind.
Somit wird ein Durchschnitt der aus den Gleichungen 30 und 31 erhaltenen beiden Werte als der Pixelwert MI(x) bestimmt. Für die internen Daten MIPR[i](x) wird unter Verwendung des vorgenannten Verfahrens Gleichung 32 erhalten.
MIPR[i](x) = {L(x) – FI[i – 1](x – s) – BI[i](x + s)} + {R(x) – FI[i – 1](x + s) – BI[i](x – s)} / 2 (Gleichung 32)
Die internen Daten MIPR[i] können durch Verwendung von Gleichung 32 berechnet werden, um Werte für alle Pixel in dem auf dem dritten Schirm anzuzeigenden Bild zu bestimmen.
<3> ST908: Erzeugung der internen Daten FIPR[i]
Der Prozess des Erzeugens der internen Daten FIPR[i] unter Verwendung der binokularen Parallaxebilder und der internen Daten BI[i] in dem Generator 912b1 für die internen Daten FIPR[i] wird beschrieben. Die nachfolgenden Gleichungen werden erhalten durch Ersetzen der Pixelwerte der durch die beiden Schirme betrachteten Bilder L' und R' in den Gleichungen 21 und 22 durch die Pixelwerte des Linksaugenbilds L und des Rechtsaugenbilds R der binokularen Parallaxebilder und durch Transformieren jedes von diesen derart, dass der Pixelwert FI(x) auf der linken Seite ist. FI(x) = L(x + s) – MI(x + s) – BI(x + 2·s) (Gleichung 33) FI(x) = R(x – s) – MI(x – s) – BI(x – 2·s) (Gleichung 34)
Wenn die Pixelwerte FI(x), MI(x) und BI(x) so bestimmt werden können, dass den Gleichungen 33 und 34 genügt ist, ist es möglich, die binokularen Parallaxebilder durch die 3D-Bildanzeigevorrichtung 20 anzuzeigen.
In den Gleichungen 33 und 34 können die Pixelwerte L(x + s) und R(x – s) anhand der Pixelwerte des eingegebenen Linksaugenbilds L und des eingegebenen Rechtsaugenbilds R bestimmt werden. Die Pixelwerte BI(x + 2·s) und BI(x – 2·s) können unter Verwendung der in ST905 erzeugten internen Daten BI[i] eindeutig bestimmt werden. Die Pixelwerte MI(x + s) und MI(x – s) können unter Verwendung der in ST907 erzeugten internen Daten MI[i] eindeutig bestimmt werden. Somit können für den Pixelwert FI(x) zwei Werte aus den Gleichungen 33 und 34 erhalten werden.
Der Pixelwert FI(x) kann nur einen Wert annehmen, und der Pixelwert FI(x), der beiden Gleichungen 33 und 34 genügt, wird nur erhalten, wenn die Pixelwerte FI(x), die aus den Gleichungen 33 und 34 erhalten werden, einander gleich sind.
Somit wird ein Durchschnitt der beiden aus den Gleichungen 33 und 34 erhaltenen Werte als der Pixelwert FI(x) bestimmt. Die internen Daten FIPR[i](x) können unter Verwendung des vorgenannten Verfahrens wie in Gleichung 35 berechnet werden. FIPR[i](x) = {L(x + s) – MI[i](x + s) – BI[i](x + 2·s)} + {R(x – s) – MI[i](x – s) – BI[i](x – 2·s)} / 2 (Gleichung 35)
Die internen Daten FIPR[i] können durch Verwendung von Gleichung 35 berechnet werden, um Werte für alle Pixel in dem auf dem ersten Schirm anzuzeigenden Bild zu bestimmen.
<4> ST905, ST907 und ST909: Anwendung der Begrenzungsbedingung
Der Begrenzer 912a2 für die internen Daten BIPR[i] wendet die für die Anzeige auf dem zweiten Schirm 32 erforderliche Begrenzungsbedingung bei den von dem Generator 912a1 für die internen Daten BIPR[i] erzeugten internen Daten BIPR[i] an, um die internen Daten BI[i] zu erzeugen. Die Begrenzungsvorrichtung 912c2 für die internen Daten MIPR[i] wendet die für die Anzeige auf dem dritten Schirm 920 erforderliche Begrenzungsbedingung bei den von dem Generator 912c1 für die internen Daten MIPR[i] erzeugten internen Daten MIPR[i] an, um die internen Daten MI[i] zu erzeugen. In gleicher Weise wendet der Begrenzer 912b2 für die internen Daten FIPR[i] die für die Anzeige auf dem ersten Schirm 31 erforderliche Begrenzungsbedingung bei den von dem Generator 912b1 für die internen Daten FIPR[i] erzeugten internen Daten FIPR[i] an, um die internen Daten FI[i] zu erzeugen. Der Generator 912 für das geschichtete Bild erzeugt interne Daten von jedem der Schirmbilder anhand der Begrenzungsbedingung und der internen Daten der auf den Schirmen anzuzeigenden Schirmbilder mit Ausnahme der internen Daten des einen Endbilds. Hier sind „die internen Daten der auf den Schirmen anzuzeigenden Schirmbilder mit Ausnahme der internen Daten des einen Endbilds” gleich FI[0] und MI[0]. Auch sind hier die „internen Daten jedes der Schirmbilder” die internen Daten BI[i], MI[i] und FI[n].
In dem dritten Ausführungsbeispiel werden die Flüssigkristallschichten als der erste Schirm 31, der zweite Schirm 32 und der dritte Schirm 90 verwendet. Wenn eine Flüssigkristallschicht verwendet wird, ist es möglich, den Polarisationswinkel mit Bezug auf polarisiertes Licht, das durch die Flüssigkristallschicht hindurchgeht, zu ändern, aber sein Bereich ist auf 0 bis 90° begrenzt. Auch ist die Änderung des Polarisationswinkels auf eine Addition beschränkt, und eine Änderung in einer negativen Richtung durch Subtraktion ist nicht möglich. Dies ist wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Es sind drei Schirme vorhanden: Der erste Schirm 31, der zweite Schirm 32 und der dritte Schirm 90. Es gibt auch drei interne Datenstücke, die dem Beschneidungsprozess zu unterziehen sind: Die internen Daten BIPR[i], MIPR[i] und FIPR[i]. Jedoch ist der Inhalt des Prozesses bei dem dritten Ausführungsbeispiel der gleiche wie der bei dem ersten Ausführungsbeispiel, so dass eine detaillierte Beschreibung des Inhalts des Prozesses weggelassen wird.
<5> ST903: Erzeugen von anfänglichen Lösungen FI[0] und MI[0]
Der Generator 11 für die anfängliche Lösung erzeugt anhand der eingegebenen binokularen Parallaxebilder (Linksaugenbild und Rechtsaugenbild) die anfängliche Lösung FI[0], die interne Daten eines Bilds des ersten Schirms 31 darstellt, und die anfängliche Lösung MI[0]. Der Generator 911 für die anfängliche Lösung erzeugt anhand der Daten von mehreren eingegebenen Bildern interne Daten von auf Schirmen anzuzeigenden Schirmbildern mit Ausnahme interner Daten eines Endbilds. Hier sind die „internen Daten eines Endbilds” gleich BI[i], und die „internen Daten von auf Schirmen anzuzeigenden Schirmbildern mit Ausnahme interner Daten eines Endbilds” gleich FI[0] und MI[0].
Ein Verfahren des Erzeugens der anfänglichen Lösungen FI[0] und MI[0] ist das Bestimmen eines von dem Linksaugenbild L und dem Rechtsaugenbild R als die anfängliche Lösung FI[0] oder MI[0]. Ein anderes Verfahren ist das Bestimmen eines Bilds, das durch Halbieren der Graupegelwerte von einem von dem Linksaugenbild L und dem Rechtsaugenbild R erhalten wird, als die anfängliche Lösung FI[0] oder MI[0]. Das heißt, jede von den anfänglichen Lösungen FI[0] und MI[0] kann als einer der vier Typen von Bildern gesetzt werden (das heißt, das Linksaugenbild L, das Rechtsaugenbild R, das Bild, das durch Halbieren der Graupegelwerte des Linksaugenbilds L erhalten wird, und das Bild, das durch Halbieren der Graupegelwerte des Rechtsaugenbilds R erhalten wird), und somit gibt es 16 Kombinationen.
Ein anderes Verfahren des Erzeugens der anfänglichen Lösungen FI[0] und MI[0] ist das Bestimmen eines Durchschnitts des Linksaugenbilds I und des Rechtsaugenbilds R als die anfängliche Lösung FI[0] oder MI[0]. Ein anderes Verfahren ist das Bestimmen eines Bilds, das durch Halbieren der Graupegelwerte eines Durchschnitts des Linksaugenbilds L und des Rechtsaugenbilds R erhalten wird, als die anfängliche Lösung FI[0] oder MI[0]. Das heißt, jede der anfänglichen Lösungen FI[0] und MI[0] kann auf einen von dem Durchschnitt des Linksaugenbilds L und des Rechtsaugenbilds R und dem Bild, das durch Halbieren der Graupegelwerte des Durchschnitts von dem Linksaugenbild L und dem Rechtsaugenbild R erhalten wird, gesetzt werden, und somit gibt es vier Kombinationen.
Noch ein anderes Verfahren des Erzeugens der anfänglichen Lösungen FI[0] und MI[0] ist das Herausziehen nur einer in dem Linksaugenbild L und dem Rechtsaugenbild R enthaltenen gemeinsamen Komponente. Genauer gesagt, eine Differenz zwischen Pixeln an den gleichen Koordinaten in dem Linksaugenbild L und dem Rechtsaugenbild R kann bestimmt werden; wenn die Differenz gleich Null ist, kann der Graupegelwert der Pixel in der anfänglichen Lösung FI[0] oder MI[0] verwendet werden, und wenn die Differenz nicht gleich Null ist, kann ein Graupegelwert 0 in der anfänglichen Lösung FI[0] oder MI[0] verwendet werden. Ein anderes Verfahren ist das Bestimmen eines durch Halbieren der Graupegelwerte einer in dem Linksaugenbild I und dem Rechtsaugenbild R enthaltenen gemeinsamen Komponente erhaltenen Bilds als die anfängliche Lösung FI[0] oder MI[0]. Das heißt, jede der anfänglichen Lösungen FI[0] und MI[0] kann auf eine/eines von der gemeinsamen Komponente, die in dem Linksaugenbild L und dem Rechtsaugenbild R enthalten ist, und dem Bild, das durch Halbieren der Graupegelwerte der gemeinsamen Komponente, die in dem Linksaugenbild L und dem Rechtsaugenbild R enthalten ist, erhalten wird, gesetzt werden, und somit gibt es vier Kombinationen.
Im ersten Ausführungsbeispiel wurde beschrieben, dass es durch Bestimmen nur einer gemeinsamen Komponente, die in dem Linksaugenbild L und dem Rechtsaugenbild R enthalten ist, als die anfängliche Lösung FI[0] möglich wird, der Prozessbeendigungsbedingung mit einer kleinen Anzahl von Iterationen des iterativen Prozesses zu genügen. Dies ist auf das dritte Ausführungsbeispiel anwendbar, und es wird möglich, der Prozessbeendigungsbedingung mit einer kleinen Anzahl von Iterationen des iterativen Prozesses zu genügen durch Bestimmen der anfänglichen Lösung FI[0] oder MI[0] anhand nur der gemeinsamen Komponente, die in dem Linksaugenbild L und dem Rechtsaugenbild R enthalten ist, oder anhand der Graupegelwerte, die durch Halbieren der Graupegelwerte der gemeinsamen Komponente erhalten werden.
Ein anderes Verfahren ist die Verwendung einer Tiefenkarte, um die anfänglichen Lösungen FI[0] und MI[0] zu erzeugen, wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben ist. Die Tiefenkarte zeigt Tiefeninformationen jedes Pixels des Linksaugenbilds L und des Rechtsaugenbilds R an. Es ist möglich, die durch die Tiefenkarte des ersten, des zweiten und des dritten Schirms angezeigten Tiefen zu teilen, Verhältnisse auf der Grundlage der durch die Tiefenkarte angezeigten Tiefenkoordinaten und der Abstände zu jedem Schirm zu bestimmen, und das Linksaugenbild L oder das Rechtsaugenbild R mit den Verhältnissen zu multiplizieren, um ein Bild als die anfängliche Lösung FI[0] und MI[0] zu erhalten.
Durch Verwendung der Tiefenkarte ist es möglich, die anfänglichen Lösungen so zu setzen, dass ein vorderer Teil eines anzuzeigenden Objekts durch den ersten Schirm angezeigt wird und ein mittlerer Teil des Objekts durch den dritten Schirm angezeigt wird. Durch Anpassen der Anordnung von anzuzeigenden Objekten an die Anordnung der Schirme in dieser Weise ist es möglich, dem Betrachter ein natürlicheres 3D-Bild anzuzeigen und die Anzahl von Iterationen des Prozesses bis zur Konvergenz in dem iterativen Prozess zu verringern.
Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist es wünschenswert, dass die anfänglichen Lösungen FI[0] und MI[0] unter den für die Anzeige auf dem ersten Schirm 31 und dem dritten Schirm 90 erforderlichen Begrenzungsbedingungen bestimmt werden. Obgleich dies in 12 nicht illustriert ist, ist es möglich, den Prozess durch den Generator 912 für das geschichtete Bild nach der Anwendung der durch die Gleichung 13 angezeigten Begrenzungsbedingung bei den von dem Generator 911 für die anfängliche Lösung erzeugten anfänglichen Lösungen FI[0] und MI[0] in einer Begrenzungsbedingungs-Anwendungseinheit 913 durchzuführen.
<6> ST910: Setzen der Prozessbeendigungsbedingung
Als Bewertung der Prozessbeendigungsbedingung, die von der Steuervorrichtung 914 für den iterativen Prozess durchgeführt wird, ist es möglich, unter Verwendung der erzeugten internen Daten FI[i], MI[i] und BI[i] die durch beide Augen des Betrachters betrachteten Bilder L' und R' zu bestimmen, weiterhin Differenzen zwischen den Bildern L' und R' und den anzuzeigenden binokularen Parallaxebildern L und R zu bestimmen, und eine Bedingung, dass beide Differenzen unterhalb eines vorbestimmten Werts sind, zu bewerten. In diesem Fall müssen die binokularen Parallaxebilder L und R in die Steuervorrichtung 914 für den iterativen Prozess eingegeben werden.
Es ist auch möglich, eine Differenz zwischen den erzeugten internen Daten FI[i] und den in der vorhergehenden Runde erzeugten internen Daten FI[i – 1] zu bestimmen und eine Bedingung, dass die Differenz unterhalb eines vorbestimmten Werts ist, zu bewerten.
in gleicher Weise ist es möglich, eine Differenz zwischen den erzeugten internen Daten MI[i] und den in der vorhergehenden Runde erzeugten internen Daten MI[i – 1] zu bestimmen und eine Bedingung, dass die Differenz unterhalb eines vorbestimmten Werts ist, zu bewerten. Es ist möglich, eine Differenz zwischen den erzeugten internen Daten BI[i] und den in der vorhergehenden Runde erzeugten internen Daten BI[i – 1] zu bestimmen und eine Bedingung, dass die Differenz unterhalb eines vorbestimmten Werts ist, zu bewerten.
Weiterhin ist es möglich, eine Bedingung, dass sämtliche von der Differenz zwischen den internen Daten FI[i] und FI[i – 1], der Differenz zwischen den internen Daten BI[i] und BI[i – 1] und der Differenz zwischen den internen Daten MI[i] und MI[i – 1] unterhalb eines vorbestimmten Werts sind, zu bewerten.
Als die vorbestimmten Werte können beliebige Werte verwendet werden.
Wenn jedoch ein beliebiger Wert als der vorbestimmte Wert verwendet wird, besteht ein Problem dahingehend, dass, da die Größe der Differenz von den eingegebenen binokularen Parallaxebildern abhängt, die Anzahl von Iterationen des iterativen Prozesses bis zur Beendigung des Prozesses stark von den eingegebenen binokularen Parallaxebildern abhängt.
Um dieses Problem zu lösen, beispielsweise für die internen Daten FI[i] mit einer Differenz zwischen FI[2] und FI[1] als einer Bezugsgröße, kann ein Wert, der durch Multiplizieren der Differenz mit einem Verhältnis erhalten wird, als der vorbestimmte Wert verwendet werden. In gleicher Weise kann für die internen Daten MI[i] mit einer Differenz zwischen MI[2] und MI[1] als einer Bezugsgröße ein Wert, der durch Multiplizieren der Differenz mit einem Verhältnis erhalten wird, als der vorbestimmte Wert verwendet werden. in gleicher Weise kann für die internen Daten BI[i] mit einer Differenz zwischen BI[2] und BI[1] als einer Bezugsgröße, ein Wert, der durch Multiplizieren der Differenz mit einem Verhältnis erhalten wird, als der vorbestimmte Wert verwendet werden.
Durch Bestimmen des vorbestimmten Werts unter Verwendung des Verhältnisses in dieser Weise ist es möglich, die Änderung der Anzahl von Iterationen des iterativen Prozesses bis zur Beendigung des Prozesses ungeachtet der eingegebenen binokularen Parallaxebilder zu verringern.
Es ist auch möglich, die Anzahl von Iterationen des iterativen Prozesses auf eine vorbestimmte Anzahl von Malen zu fixieren. Durch Fixieren der Anzahl von Iterationen des iterativen Prozesses ist es möglich, die Verarbeitungszeit konstant oder kürzer als eine vorbestimmte Zeit zu halten. Die vorbestimmte Anzahl von Malen ist hier 1/(RR·t), wobei RR[hz] eine Auffrischungsrate ist und t[s] die für eine Runde des iterativen Prozesses erforderliche Zeit ist. Die für eine Runde des iterativen Prozesses erforderliche Zeit hängt von der für den Prozess verwendeten Vorrichtung ab.
Obgleich die Pixel in der einzelnen Linie, die sich in der horizontalen Richtung auf jedem Schirm erstreckt, in 11 beschrieben wurden, wird der gleiche Prozess für die Pixel auf allen Linien angewendet. Die internen Daten FI(i), MI[i] und BI[i] werden erhalten, indem der Prozess auf allen Linien durchgeführt wird.
Im dritten Ausführungsbeispiel wurde das Verfahren beschrieben, in welchem der Prozess in der Reihenfolge von ST904 bis ST909 wiederholt wird. Somit werden Werte des auf dem zweiten Schirm anzuzeigenden Bilds BI, Werte des auf dem dritten Schirm anzuzeigenden Bilds MI und Werte des auf dem ersten Schirm anzuzeigenden Bilds FI mit der gleichen Anzahl von Malen aktualisiert. Somit ist es möglich, eine Situation zu verhindern, in der eines von BI, MI und FI früher als die anderen konvergiert und der iterative Prozess unnötigerweise wiederholt wird. Als eine Folge kann der iterative Prozess insgesamt effizient durchgeführt werden.
In dem dritten Ausführungsbeispiel wurden die Vorrichtung und das Verfahren beschrieben, die die binokularen Parallaxebilder unter Verwendung des Stapels von drei Schirmen anzeigen. Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Wahrnehmung eines 3D-Bilds über die drei Schirme hinaus. Ein wahrzunehmendes Objekt ist nicht auf einfache Figuren beschränkt, und binokulare Parallaxebilder wie natürliche Bilder mit komplexen Tiefeninformationen können auch angezeigt werden.
Die Verwendung der gestapelten drei Schirme erhöht die Anzahl von Anzeigepixeln, die auf einer Sichtlinie existieren und erhöht die Anzahl von Werten, die jedes Pixel annehmen kann, und hierdurch können Fehler in dem iterativen Prozess verringert werden, wodurch die Qualität der von dem Betrachter wahrgenommenen binokularen Parallaxebilder verbessert wird.
Weiterhin ermöglicht die Verwendung der gestapelten drei Schirme, dass die Tiefe der gesamten Anzeigevorrichtung vergrößert wird. Durch Vergrößern der Tiefe der gesamten Anzeigevorrichtung ist es möglich, ein 3D-Bild unter Verwendung von Schirmen, die physisch weiter voneinander getrennt sind, anzuzeigen und ein 3D-Bild mit einer größeren Tiefe anzuzeigen. Andererseits besteht, wenn der Stapelabstand zwischen Schirmen extrem zunimmt, um die Tiefe der gesamten Anzeigevorrichtung zu vergrößern, das Problem, dass die Schirme von dem Betrachter unabhängig voneinander betrachtet werden, und wenn ein 3D-Bild betrachtet wird, kann die Tiefe nicht kontinuierlich zwischen den Schirmen wahrgenommen werden. Durch Erhöhen der Anzahl von Schichten ist es möglich, die Tiefe der gesamten Anzeigevorrichtung ohne Vergrößerung des Stapelabstands zwischen Flüssigkristallschichten zu vergrößern. Insbesondere ist es durch Verwendung von drei Flüssigkristallschichten möglich, die Tiefe der gesamten Anzeigevorrichtung zu verdoppeln, während der Stapelabstand zwischen den Flüssigkristallschichten beibehalten wird, im Vergleich zu dem Fall, in welchem zwei Flüssigkristallschichten gestapelt sind.
Das vorbeschriebene Beispiel verwendet drei Flüssigkristallschirme, aber vier oder mehr Flüssigkristallschirme können verwendet werden. Wenn ein vierter Flüssigkristallschirm zu der 3D-Bildanzeigevorrichtung hinzugefügt wird, kann er zwischen dem ersten Flüssigkristallschirm und dem dritten Flüssigkristallschirm hinzugefügt werden, wie in dem Fall des Hinzufügens des dritten Flüssigkristallschirms.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist die Bildverarbeitungsvorrichtung 924 konfiguriert durch Hinzufügen des Generators 912c für die internen Daten MI[i] zu der Bildverarbeitungsvorrichtung 24 nach dem ersten Ausführungsbeispiel. Ähnlich hierzu ist es möglich, eine Bildverarbeitungsvorrichtung entsprechend der Bildanzeigevorrichtung enthaltend den vierten Flüssigkristallschirm zu konfigurieren. Insbesondere kann ein Generator 912d für interne Daten MI2[i] zum Erzeugen interner Daten MI2[i] eines auf dem vierten Flüssigkristallschirm anzuzeigenden Bilds zwischen dem Generator 912c für die internen Daten MI[i] und dem Generator 912b für die internen Daten FI[i] in der Bildverarbeitungsvorrichtung 924 hinzugefügt werden. Der Generator 912d für die internen Daten MI2[i] hat die gleiche Konfiguration wie der Generator 912c für die internen Daten MI[i] und unterscheidet sich von diesem nur in der Eingabe-Ausgabe-Beziehung. Insbesondere empfängt er L, R, BI[i], M1[i] und FI[i – 1] und gibt MI2[i] aus. Der Generator 911 für die anfängliche Losung erzeugt MI2[0] zusätzlich zu FI[0] und MI[0]. Der Generator 912a für die internen Daten BI[i] empfängt L, R, MI[i – 1], MI2[i – 1] und FI[i – 1] und gibt BI[i] aus. Der Generator 912c für interne Daten MI[i] empfängt L, R, BI[i], MI[i – 1] und FI[i – 1] und gibt MI[i] aus. Der Generator 912b für die internen Daten FI[i] empfängt L, R, BI[i], MI[i] und MI2[i] und gibt FI[i] aus. Die Steuervorrichtung 914 für den iterativen Prozess empfängt BI[i], MI[i], MI2[i] und FI[i] und bestimmt, ob die empfangenen Daten einer Prozessbeendigungsbedingung genügen.
Selbst wenn Flüssigkristallschirme wie ein fünfter Flüssigkristallschirm und ein sechster Flüssigkristallschirm zusätzlich zu dem vierten Flüssigkristallschirm hinzugefügt werden, können eine Bildanzeigevorrichtung und eine Bildverarbeitungsvorrichtung leicht durch Hinzufügen von Elementen in der gleichen Weise hergestellt werden.
Neben 3D-Bildanzeigevorrichtungen ist die vorliegende Erfindung auch anwendbar auf Mehrfachbild-Anzeigevorrichtungen. Eine Mehrfachbild-Anzeigevorrichtung zeigt Betrachtern verschiedene Bilder an, die sich in verschiedenen Richtungen von der Anzeigevorrichtung weg befinden. Beispielsweise kann sie verwendet werden, um einer Person auf einem Fahrersitz und einer Person auf einem Fahrernebensitz in einem Automobil verschiedene Bilder anzuzeigen.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel werden binokulare Parallaxebilder eingegeben. Durch Ersetzen von diesen durch Bilder, die einer Person auf einem Fahrersitz und einer Person auf einem Fahrernebensitz anzuzeigen sind, ist es möglich, eine Doppelbild-Anzeigevorrichtung bereitzustellen.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel werden binokulare Parallaxebilder und ein mittleres Betrachtungsbild eingegeben. Durch Ersetzen von diesen durch Bilder, die einer Person auf einem Fahrersitz, einer Person auf einem Fahrernebensitz und einer Person auf einem hinteren mittleren Sitz anzuzeigen sind, ist es möglich, eine Dreifachbild-Anzeigevorrichtung bereitzustellen. In gleicher Weise ist es auch möglich, Bilder an vier oder mehr Betrachtungspunkten anzuzeigen.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel werden binokulare Parallaxebilder eingegeben. Durch Ersetzen von diesen durch Bilder, die einer Person auf einem Fahrersitz und einer Person auf einem Fahrernebensitz anzuzeigen sind, ist es möglich, eine Dreifachbild-Anzeigevorrichtung bereitzustellen. In gleicher Weise ist es auch möglich, Bilder an vier oder mehr Betrachtungspunkten bereitzustellen.
Die vorbeschriebenen Verfahren zeigen Bilder in jeder von Richtungen an, die mit Bezug auf den ersten und den zweiten Schirm in der Links-Rechts-Richtung symmetrisch sind, aber die vorliegende Erfindung ist auch für Richtungen anwendbar, die in der Links-Rechts-Richtung asymmetrisch sind, indem die Pixel durch Pixel ersetzt werden, durch die Sichtlinien in den jeweiligen Richtungen hindurchgehen.
Weiterhin werden vorstehend Verfahren zum Anzeigen von Mehrfachbildern in einer horizontalen Richtung einer Bildanzeigevorrichtung beschrieben, aber es ist auch möglich, Mehrfachbilder in einer vertikalen Richtung einer Bildanzeigevorrichtung anzuzeigen, indem der gleiche Prozess in einer vertikalen Richtung von Bildern angewendet wird. Weiterhin ist es, indem ein Prozess in einer vertikalen Richtung nach einem Prozess in der horizontalen Richtung durchgeführt wird, möglich, Betrachtungspunkte in schrägen Richtungen zu handhaben.
Eine Mehrfachbild-Anzeigevorrichtung kann auch als eine Anzeigevorrichtung verwendet werden, die ein Bild in Abhängigkeit von der Betrachtungsrichtung so verbirgt, dass ein Betrachter das Bild nur korrekt betrachten kann, wenn er es aus einer bestimmten Richtung betrachtet.
Die vorbeschriebenen Verfahren können die Inkrementvariable i verwenden und jedes Mal, wenn der iterative Prozess durchgeführt wird, 1 zu i addieren, aber es ist auch möglich, eine Dekrementvariable zu verwenden und jedes Mal, wenn der iterative Prozess durchgeführt wird, 1 von i zu subtrahieren.
Bezugszeichenliste

10: Eingangseinheit
11: Generator für anfängliche Lösung
12: Generator für geschichtetes Bild
13: Begrenzungsbedingungs-Anwendungseinheit
14: Steuervorrichtung für iterativen Prozess
15: Ausgangseinheit
20: 3D-Bildanzeigevorrichtung
21: Flüssigkristallschicht
22: Flüssigkristallschicht
23: Hintergrundlicht
24: Bildverarbeitungsvorrichtung
25: Betrachter
26: Sichtlinie
31: Erster Schirm
32: Zweiter Schirm
33: Linkes Auge
34: Rechtes Auge
35: Linksaugenbild
36: Rechtsaugenbild
37: Gruppe von Sichtlinien
38: Gruppe von Sichtlinien
401: Gruppe von Pixeln auf dem ersten Schirm
402: Gruppe von Pixeln auf dem zweiten Schirm
405: Sichtlinie
406: Sichtlinie
407: Pixel
408: Pixel
409: Pixel
413: Projektionspunkt
414: Projektionspunkt
415: Hintergrundlicht
505: Sichtlinie
506: Sichtlinie
507: Pixel
508: Pixel
509: Pixel
513: Projektionspunkt
514: Projektionspunkt
70: Mittlerer Betrachtungspunkt
71: Mittleres Betrachtungsbild
80: Sichtlinie
81: Pixel
82: Projektionspunkt
90: Dritter Schirm
901: Gruppe von Pixeln auf drittem Schirm
902: Pixel
903: Pixel
910: Eingangseinheit
911: Generator für anfängliche Lösung
912: Generator für geschichtetes Bild
913: Begrenzungsbedingungs-Anwendungseinheit
914: Steuervorrichtung für iterativen Prozess
915: Ausgangseinheit
920: Flüssigkristallschicht

Claims

Bildverarbeitungsvorrichtung, welche aufweist: eine Eingangseinheit, die mehrere verschiedene Eingangsbilder empfängt; einen Generator für eine anfängliche Lösung, der aus Daten der mehreren verschiedenen Eingangsbilder Daten von einem oder mehreren Schirmbildern eines geschichteten Bilds als eine anfängliche Lösung erzeugt, wobei das geschichtete Bild mehrere Schirmbilder enthält, die aus dem einen oder den mehreren Schirmbildern und einem Endbild bestehen; einen Generator für ein geschichtetes Bild, der interne Daten der mehreren Schirmbilder von der anfänglichen Lösung und einer Begrenzungsbedingung in einer ersten Runde eines iterativen Prozesses erzeugt; und eine Steuervorrichtung für den iterativen Prozess, die eine Prozessbeendigungsbedingung zum Beenden der Erzeugung von internen Daten der Schirmbilder bewertet, und wenn der Prozessbeendigungsbedingung genügt ist, interne Daten der mehreren Schirmbilder, die endgültig von dem Generator für ein geschichtetes Bild erzeugt wurden, als Daten des geschichteten Bilds ausgibt, wobei der Generator für ein geschichtetes Bild neue interne Daten der mehreren Schirmbilder aus Daten des geschichteten Bilds und der Begrenzungsbedingung in jeder von einer oder mehr Runden des iterativen Prozesses nach der ersten Runde erzeugt, bis der Prozessbeendigungsbedingung genügt ist, und wobei, wenn die Anzahl von Iterationen der Erzeugung zunimmt, eine Differenz zwischen den internen Daten der Schirmbilder und den neuen internen Daten der Schirmbilder abnimmt.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Begrenzungsbedingung eine Bedingung zum Begrenzen interner Daten der jeweiligen Schirmbilder innerhalb jeweiliger anzeigbarer Bereiche von mehreren Schirmen zum Anzeigen des geschichteten Bilds ist.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die anfängliche Lösung ein Durchschnitt der Daten der mehreren verschiedenen Eingangsbilder ist.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die anfängliche Lösung eine gemeinsame Komponente von binokularen Parallaxebildern ist, die keine Parallaxekomponente der binokularen Parallaxebilder enthält.
Bilderverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die anfängliche Lösung bestimmt ist durch Verwendung einer Tiefenkarte, die Tiefen der mehreren verschiedenen Eingangsbilder anzeigt.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Prozessbeendigungsbedingung eine vorbestimmte Anzahl von Iterationen ist.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der eine Differenz zwischen internen Daten der von dem Generator für ein geschichtetes Bild erzeugten Schirmbilder und den internen Daten der durch den Generator für ein geschichtetes Bild in der vorhergehenden Runde des iterativen Prozesses erzeugten Schirmbilder bestimmt wird und die Prozessbeendigungsbedingung darin besteht, dass die Differenz unterhalb eines Werts ist, der durch Multiplizieren einer anfänglich bestimmten Differenz mit einem vorbestimmten Verhältnis erhalten wird, und wobei die Anzahl von iterationen des iterativen Prozesses, wenn das vorbestimmte Verhältnis groß ist, geringer ist als eine Anzahl von Iterationen des iterativen Prozesses, wenn das vorbestimmte Verhältnis klein ist.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der, wenn interne Daten von einem der Schirmbilder erzeugt werden, der Generator für ein geschichtetes Bild zumindest eine Differenz zwischen den Daten der mehreren verschiedenen Eingangsbilder und internen Daten der auf den mehreren Schirmen anzuzeigenden Schirmbilder mit Ausnahme der internen Daten des einen der Schirmbilder verwendet.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 8, bei der die zumindest eine Differenz mehrere Differenzen aufweist, und bei der, wenn ein gewichteter Durchschnitt unter Verwendung der mehreren Differenzen genommen wird, der Generator für ein geschichtetes Bild verschiedene Gewichte anwendet.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der die mehreren verschiedenen Eingangsbilder binokulare Parallaxebilder sind.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 10, bei der eines der mehreren verschiedenen Eingangsbilder ein mittleres Betrachtungsbild ist.
Bildanzeigevorrichtung, welche aufweist: die Bildverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11; und die mehreren Schirme, die parallel zueinander mit vorbestimmten Abständen gestapelt sind, wobei die Bildanzeigevorrichtung auf den mehreren Schirmen die internen Daten, die durch die Steuervorrichtung für den iterativen Prozess als das geschichtete Bild ausgegeben werden, anzeigt.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 12, bei der die mehreren Schirme durch Flüssigkristallpaneele gebildet sind.
Bildverarbeitungsvorrichtung, welche aufweist: eine Eingangseinheit, die mehrere verschiedene Eingangsbilder empfängt; einen Generator für eine anfängliche Lösung, der anhand der mehreren Eingangsbilder eine anfängliche Lösung FI[0] von internen Daten FI eines ersten Schirmbilds erzeugt, wenn eine Inkrementvariable i = 1 ist; einen Generator für ein geschichtetes Bild, der interne Daten BI[i] eines zweiten Schirmbilds aus Internen Daten FI[i – 1] des ersten Schirmbilds und eine Begrenzungsbedingung erzeugt, und interne Daten FI[i] aus den internen Daten BI[i] des zweiten Schirmbilds und der Begrenzungsbedingung erzeugt; und eine Steuervorrichtung für einen Iterativen Prozess, die bestimmt, ob die internen Daten FI[i] und die internen Daten BI[i] einer Prozessbeendigungsbedingung genügen, und wenn der Prozessbeendigungsbedingung nicht genügt ist, 1 zu der Inkrementvariablen i hinzufügt und bewirkt, dass der Prozess durch den Generator für ein geschichtetes Bild fortgesetzt wird, und wenn der Prozessbeendigungsbedingung genügt ist, den Prozess durch den Generator für ein geschichtetes Bild beendet, wobei die Bildverarbeitungsvorrichtung die internen Daten FI[i], wenn der Prozess durch den Generator für das geschichtete Bild beendet ist, als das erste Schirmbild ausgibt, und die internen Daten BI[i], wenn der Prozess durch den Generator für ein geschichtetes Bild beendet ist, als das zweite Schirmbild ausgibt.
Bildverarbeitungsvorrichtung, welche aufweist: eine Eingangseinheit, die mehrere verschiedene Eingangsbilder empfängt; einen Generator für eine anfängliche Lösung, der anhand der mehreren Eingangsbilder eine anfängliche Lösung FI[0] von internen Daten FI eines ersten Schirmbilds und eine anfängliche Lösung MI[0] von internen Daten MI[i – 1] eines dritten Schirmbilds erzeugt, wenn eine Inkrementvariable i = 1 ist; einen Generator für ein geschichtetes Bild, der interne Daten BI[i] eines zweiten Schirmbilds aus den internen Daten FI[i – 1], den internen Daten MI[i – 1] und einer Begrenzungsbedingung erzeugt, interne Daten MI[i] des dritten Schirmbilds aus den internen Daten FI[i – 1], den internen Daten BI[i] und der Begrenzungsbedingung erzeugt, und interne Daten FI[i] aus den internen Daten MI[i], den internen Daten BI[i] und der Begrenzungsbedingung erzeugt; und eine Steuervorrichtung für einen iterativen Prozess, die bestimmt, ab die internen Daten FI[i], die internen Daten MI[i] und die internen Daten BI[i] einer Prozessbeendigungsbedingung genügen, und wenn der Prozessbeendigungsbedingung nicht genügt ist, 1 zu der Inkrementvariablen i hinzufügt und bewirkt, dass der Prozess durch den Generator für ein geschichtetes Bild fortgesetzt wird, und wenn der Prozessbeendigungsbedingung genügt ist, den Prozess durch den Generator für ein geschichtetes Bild beendet, wobei die Bildverarbeitungsvorrichtung die internen Daten FI[i], wenn der Prozess durch den Generator für ein geschichtetes Bild beendet ist, als das erste Schirmbild ausgibt, die internen Daten MI[i], wenn der Prozess durch den Generator für ein geschichtetes Bild beendet ist, als das dritte Schirmbild ausgibt, und die internen Daten BI[i], wenn der Prozess durch den Generator für ein geschichtetes Bild beendet ist, als das zweite Schirmbild ausgibt.
Bildverarbeitungsverfahren, welches aufweist: einen Eingangsschritt des Empfangens mehrerer verschiedener Eingangsbilder; einen Erzeugungsschritt für eine anfängliche Lösung zum Erzeugen interner Daten von einem oder mehr Schirmbildern eines geschichteten Bilds anhand von Daten der mehreren verschiedenen Eingangsbilder als eine anfängliche Lösung, wobei das geschichtete Bild mehrere Schirmbilder enthält, die aus dem einen oder den mehreren Schirmbildern und einem Endbild bestehen; einen Erzeugungsschritt für ein geschichtetes Bild zum Erzeugen interner Daten der mehreren Schirmbilder anhand der anfänglichen Lösung und einer Begrenzungsbedingung in einer ersten Runde eines iterativen Prozesses; und einen Steuerschritt für den iterativen Prozess zum Bewerten einer Prozessbeendigungsbedingung für die Beendigung der Erzeugung von internen Daten der Schirmbilder, und wenn der Prozessbeendigungsbedingung genügt ist, zum Ausgeben interner Daten der mehreren Schirmbilder, die endgültig durch den Erzeugungsschritt für ein geschichtetes Bild erzeugt wurden; als das geschichtete Bild, wobei der Erzeugungsschritt für ein geschichtetes Bild neue interne Daten der mehreren Schirmbilder anhand von Daten des geschichteten Bilds und der Begrenzungsbedingung in jeder von einer oder mehreren Runden des iterativen Prozesses nach der ersten Runde erzeugt, bis der Prozessbeendigungsbedingung genügt ist, und wobei, wenn die Anzahl von Iterationen der Erzeugung zunimmt, eine Differenz zwischen den internen Daten der Schirmbilder und den neuen internen Daten der Schirmbilder abnimmt.